猎鹰重型
2018太空探索技术公司(SpaceX)的超重型运载火箭:三枚猎鹰9号芯级,27台发动机
猎鹰重型是SpaceX旗下的超重型运载火箭,由三枚猎鹰9号一级芯级捆绑而成,起飞时27台发动机同时点火。在商业客户目前能订到的火箭里,猎鹰重型运力最强:按一次性火箭使用时,它能把约63.8吨的有效载荷送入近地轨道(LEO),也就是大多数卫星和载人飞船最先进入的低轨道。猎鹰重型于2018年2月6日首飞,截至2026年10月1日已飞行14次。
猎鹰重型火箭是什么,运载能力有多大?
猎鹰重型由三枚猎鹰9号芯级拼成:一枚中央芯级,两侧各捆一枚助推器。每枚芯级装9台梅林1D(Merlin 1D)发动机,全箭合计27台。火箭高70米,底部宽12.2米。按一次性方式使用时,它能把约63.8吨的有效载荷送入近地轨道。2018年首飞让它一举成名,靠的是它运上天的“乘客”:一辆樱桃红的特斯拉Roadster跑车,驾驶座上坐着一个身穿航天服、名叫“星人”(Starman)的假人。火箭把这辆车送上了一条绕太阳运行的轨道,途中会穿过火星轨道。发射前,埃隆·马斯克在推特(现名X)上写道:“载荷将是我那辆午夜樱桃红的特斯拉Roadster,车里会播放《太空怪人》(Space Oddity)。目的地是火星轨道。要是上升途中没炸,它会在深空里待上10亿年左右。”
Payload will be my midnight cherry Tesla Roadster playing Space Oddity. Destination is Mars orbit. Will be in deep space for a billion years or so if it doesn’t blow up on ascent.
埃隆·马斯克(@elonmusk) 在X上查看原帖
为什么要造猎鹰重型
2011年4月,SpaceX在华盛顿特区召开新闻发布会,公布了这一设计,并承诺2013年首飞。思路很直接:拿已经验证过、批量生产的猎鹰9号芯级,三枚并联,运载能力就能达到其他现役火箭的约两倍,省去了从零设计一枚全新巨型火箭的工夫。这样一来,最重的地球静止轨道卫星、深空探测器,乃至将来飞往其他行星的载人和载货任务,都有了可用的火箭;可复用助推器则一点点压低每次发射的成本。首飞在2018年完成。发射价格高低,很大程度上要看火箭怎么飞,也就是助推器回不回收。
工作原理
起飞时,27台发动机一起工作,海平面总推力约2327吨(22819千牛,超过500万磅)。两枚侧助推器先耗尽推进剂,分离后自行飞回。2018年首飞时,它们在佛罗里达州卡纳维拉尔角同时着陆,整齐得像是排练过。SpaceX当天在推特(现名X)上发帖说,两枚侧助推器分别落在了SpaceX的1号和2号着陆区(Landing Zone)。中央芯级随后继续工作,再交棒给二级(上面级),由二级把载荷送入最终轨道。运载能力随目的地浮动:目的地越远、所需速度越高,火箭能运送的有效载荷就越少。

只去近地轨道,载荷可以很重;同一枚火箭瞄准地球同步转移轨道(GTO)时,能运的就少得多;飞向火星,还要再少一截。正因为有这样的取舍,猎鹰重型既能发射史上最重的商业地球静止轨道卫星EchoStar 24(约9.2吨),也能不加装额外的助推级,直接把NASA的灵神星探测器送到小行星带。
猎鹰重型的经济账
猎鹰重型的经济账建立在复用之上。2022年,SpaceX给回收助推器的发射标价约9700万美元,远低于马斯克2018年给出的价格:完全一次性、追求最大载荷的发射约1.5亿美元。这一价差给老牌重型发射服务商带来了压力,这些厂商的同级火箭贵得多,而且只能用一次。靠复飞侧助推器,猎鹰重型能为任务规划方提供商业市场上最大的地球静止轨道运力,还能直接把探测器送往小行星带和木星,不必另买一级上面级。发射量小也是这笔账的一部分:几乎没有别的火箭能承接这类任务,所以每次发射都能收取溢价。
猎鹰重型现状
猎鹰重型只在最重的任务需要时才出场,所以它的发射节奏跟着客户走。2018年首次演示飞行、2019年两次任务之后,它在等待下一批重型载荷就绪。
2022年11月,猎鹰重型重返发射,执行的是美国太空军任务;2023年又飞了5次,除了美国太空军的后续任务,还发射了ViaSat-3和EchoStar 24两颗通信卫星,以及NASA的灵神星小行星探测任务。2024年,猎鹰重型为美国国家海洋和大气管理局(NOAA)发射了GOES-U气象卫星,又把NASA的欧罗巴快船(Europa Clipper)送往木星。2026年它飞了3次:4月29日发射ViaSat-3 F3,8月30日发射NASA的南希·格雷斯·罗曼空间望远镜,10月1日发射NROL-97。NROL-97是猎鹰重型首次为美国国家侦察局(NRO)执行任务,这个机构负责运营美国的间谍卫星。
Falcon Heavy side cores have landed at SpaceX’s Landing Zones 1 and 2. https://t.co/oMBqizqnpI
SpaceX(@SpaceX) 在X上查看原帖
未来走向
SpaceX打算用星舰(Starship)把猎鹰重型建立起来的成本优势再往前推。星舰是完全可复用的火箭,目标是在运载能力和每公斤价格上都超过猎鹰重型。在星舰真正接手这些任务之前,最重的地球静止轨道卫星和难度最高的深空发射,仍由猎鹰重型来承担。
总结
猎鹰重型把三枚现成的猎鹰9号芯级变成了SpaceX现役推力最强的火箭,又证明重型发射生意可以靠可复用硬件和更低的价格做下去。这些年里,它把一辆Roadster送上了穿越火星轨道的航线,把一颗探测器送往一颗金属小行星,还把一项旗舰级科学任务送上了飞往木星的路。马斯克在X上解释过为什么要发射猎鹰重型和“星人”:“生活不能只是解决一个又一个令人难过的问题,总得有些东西能激励你,让你每天早上醒来都庆幸自己是人类的一员。我们就是为此才这么做的。我们是为你们做的。”
Why Falcon Heavy & Starman? Life cannot just be about solving one sad problem after another. There need to be things that inspire you, that make you glad to wake up in the morning and be part of humanity. That is why we did it. We did for you. https://t.co/5STO7q4wro
埃隆·马斯克(@elonmusk) 在X上查看原帖
时间线
- 2011年4月:SpaceX在华盛顿特区的新闻发布会上公开猎鹰重型设计,当时预计2013年首飞。
- 2018年2月6日:首次演示飞行从肯尼迪航天中心39A发射台升空,把马斯克的特斯拉Roadster和假人“星人”送入一条穿越火星轨道的日心轨道(绕太阳运行的轨道)。
- 2018年2月6日:两枚侧助推器在卡纳维拉尔角同时着陆;中央芯级落在海上无人回收船旁边的海里。
- 2019年4月11日:Arabsat-6A发射,这是猎鹰重型首次执行商业任务,也首次采用Block 5构型(猎鹰系列的最终改进版本)。
- 2019年6月25日:为美国军方发射STP-2任务(太空测试计划第2次任务),搭载多个载荷。
- 2022年11月1日:美国太空军前往地球静止轨道的国家安全任务USSF-44发射,标志着猎鹰重型重返发射。
- 2023年1月15日:美国太空军第二项国家安全任务USSF-67发射,前往地球静止轨道。
- 2023年4月30日:猎鹰重型以完全一次性构型发射ViaSat-3 Americas卫星。
- 2023年7月28日:EchoStar 24(Jupiter 3)发射,重约9.2吨,是迄今最重的商业地球静止轨道卫星。
- 2023年10月13日:猎鹰重型发射NASA的灵神星任务,目标是金属小行星灵神星(16 Psyche)。
- 2023年12月28日:USSF-52任务发射,搭载美国太空军的X-37B空天飞机。
- 2024年6月25日:NOAA的GOES-R系列最后一颗卫星GOES-U(后更名为GOES-19)发射。
- 2024年10月14日:NASA的欧罗巴快船发射,前往木星的卫星木卫二(欧罗巴)。
- 2026年4月29日:ViaSat-3 F3发射,这是猎鹰重型的第12次飞行。
- 2026年8月30日:猎鹰重型发射NASA的南希·格雷斯·罗曼空间望远镜,这是它的第13次飞行。
- 2026年10月1日:NROL-97发射,这是猎鹰重型首次为美国国家侦察局执行任务,也是它的第14次飞行。
