编者按
4月，SpaceX公司的BLOCK5型“猎鹰重型”火箭成功将一颗通信卫星送入同步转移轨道，同时2枚助推火箭和芯级火箭实现回收。此次发射是“猎鹰重型”火箭继2月首飞之后的第二次发射，同时也是该型火箭的首次商业发射；此次发射成功不仅再次验证“猎鹰重型”火箭设计的正确性，同时为该型火箭的未来大规模应用铺平了道路。
1.任务概况
北京时间4月12日6时35分，“重型猎鹰”运载火箭搭载一颗“阿拉伯卫星-6A”通信卫星从卡角肯尼迪航天中心LC-39A发射发射。发射后2分30秒，2枚助推火箭关机，2分34秒，助推火箭与芯级分离，开始陆地回收过程；发射后3分31秒，芯级火箭关机，发射后3分34秒，芯级与二级火箭分离；发射后7分51秒，2枚助推火箭成功降落在陆地回收场；发射后9分48秒，芯级火箭成功降落在海上回收船上；二级火箭分别于发射后3分42秒和27分34秒两次启动，将卫星送入高椭圆地球同步转移轨道；发射后34分2秒，卫星成功部署，此次发射任务取得成功。
“阿拉伯卫星-6A”是一颗高容量通信卫星，卫星重约6450千克，将向中东、非洲和欧洲的客户提供电视、广播、互联网和移动通信。该卫星以洛克希德·马丁公司的改进LM2100为基础建造，可提供先进的Ku和ka波段服务。
▲成功将“阿拉伯卫星-6A”部署至地球同步转移轨道完成猎鹰重型火箭首次商业任务
完成此次发射后，“猎鹰重型”火箭还将进行一次发射，将空军的“太空试验计划-2”（STP-2）卫星送入轨道。由于这是试验卫星，因此可以由回收的火箭发射。财年，“猎鹰重型”火箭还将发射空军的“空军航天司令部-52”（AFSPC-5）秘密卫星。
2.首次采用BLCOK 5配置
“猎鹰重型”为两级液体火箭，是在“猎鹰”9基础上发展而来的，可以说是“猎鹰”9火箭的3箭强化版。“猎鹰重型”一级由芯级捆绑两个助推器并联组成，相当于由3枚“猎鹰”9火箭一级捆绑而成。SpaceX公司在这两台助推器上加装了气动鼻锥，并增设了前部和后部安装点及冷分离机构，以同新造的芯级连接和分离；芯级做了结构加强，以承受发射的额外应力。整流罩和火箭二级与“猎鹰”9完全相同，二级具备多次点火能力，可将载荷送入不同目标轨道。
此次发射任务的助推与芯级均采用全新BLOCK5型“猎鹰”9火箭一级，因此也被称为是BLOCK5型“猎鹰重型”火箭。在2月的首飞中，“猎鹰重型”采用的是BLOCK3和BLOCK4型火箭。而在5月BLOCK5型“猎鹰”9首飞之后，BLOCK3和BLOCK4型火箭逐步被淘汰。
相比首次发射，此次的BLOCK5型“猎鹰重型”火箭的推力提高10%，约2550吨；同时还有其他相应改进，因此发射风险也增加了5-10%。与此相应，BLOCK5型“猎鹰”9火箭所具有的所有特点如快速重复使用等同样也都体现在“猎鹰重型”火箭上，如两个月后，“猎鹰重型”还将进行一次发射，执行空军的“太空试验计划-2”任务，而此次回收的2枚助推火箭将再次使用。
▲2枚助推火箭成功回收
3.回收改进后的整流罩
SpaceX公司首席执行官马斯克透露，该公司成功回收了“猎鹰重型”火箭的2枚整流罩，并计划在今年的“星链”任务中重新使用它们。但有意思的是，虽然此次整流罩回收船再次出征，但并未携带支架+回收网，只是测试了跟踪整流罩的能力，因此此次回收只是将降落在海面整流罩打捞回收。而之前SpaceX公司也从海水中回收整流罩，但一直没有说过要重复使用。此次马斯克重复使用的发言表明SpaceX公司已经针对海水浸泡问题对整流罩进行改进，以确保从海水中打捞的整流罩可以重复使用。重复使用整流罩面临的主要挑战是清除浸没海水中所产生的各种混合物，这是非常困难的，而此前世界上还没有哪家机构或公司尝试海水回收整流罩后重复使用。
▲回收整流罩
即便从海水回收，由于整流罩的下降速度高于1.2千米/秒，因此如果不加控制，整流罩可能损坏。为此，SpaceX公司对整流罩进行改进，为每半个整流罩安装GPS引导的翼伞，以及冷却气体推进器，使整流罩能够自我定位，并能在分离之后与展开翼伞之间保持稳定。与其他火箭尽量减小整流罩的重量以更多的载荷送入轨道不同，由于推力足够大，因此SpaceX公司宁可增加整流罩的重量（加装降落伞与推力器），也要实现整流罩的回收。
重复使用带来的好处是可以减少生产整流罩的时间，缩短发射间隔。至于成本反而次要的，因为SpaceX公司的数据显示，通过回收落在海水的整流罩并重复使用最多只能带来10%的成本节约（价值约600万美元）。因此，利用回收船通过“大网捕捉”的方式回收整流罩的尝试估计还要继续。
4.首次送至更高的超同步转移轨道
此次发射“阿拉伯卫星-6A”重约6450公斤并不是SpaceX发射的单个航天器中最重的，但它是迄今为止SpaceX在其所有火箭发射中所能达到的最高能量轨道。卫星被送入远地点大于90000千米的超同步转移轨道（即高椭圆地球同步转移轨道），比卫星的预定轨道的远地点几乎高3倍。这个轨道便于卫星尽快到达预定轨道且能节省燃料。据卫星所有者透露，此次“阿拉伯卫星-6A”只需要17天的时间便能进入目标轨道，能够尽早开始服役；同时，由于节省了卫星变轨的燃料，“阿拉伯卫星-6A”卫星的寿命也从原先的延长到18-。这也是此次任务使用“猎鹰重型”的主要原因之一，虽然“猎鹰”9也可以发射该卫星，但由于运力限制只能送至同步转移轨道且无法回收火箭，因此“猎鹰重型”火箭就成为有力的选择。
5.关于运载能力的争论
由于“猎鹰重型”火箭以近地轨道63.8吨载荷能力被外界称为“现役最强大火箭”，此次发射成功再次证明了该火箭的可靠性。但由于发射的载荷仅有6.4吨重，远远达不到该型火箭的设计载荷能力，这再次引发外界对该火箭实际载荷能力的关注。
根据SpaceX公司公开的数据，“猎鹰”9（不考虑回收）近地轨道能力为22.8吨、同步转移轨道为8.3吨、火星轨道4.02吨；而“猎鹰重型”（不考虑回收）近地轨道能力为63.8吨、同步转移轨道为26.7吨、火星轨道16.8吨、木星轨道3.5吨。但这都是不回收的理想情况，在实际发射任务中，往往都是要进行火箭回收的，这时火箭的运力将大大减小，可惜SpaceX公司一直没有透露过回收情况下的运载能力。不过SpaceX公司副总裁Koenigsmann于10月国际宇航大会上曾透露，若一级火箭陆地回收，“猎鹰”9的同步转移轨道（GTO）运载能力为3.5吨；若海上回收，GTO运载能力为5.5吨；若不回收，GTO运载能力为6.5吨。而“猎鹰重型”火箭两枚助推器陆地回收、芯级海上回收时GTO运载能力可达8吨，助推火箭和芯级都海上回收，则GTO运载能力为10吨；若全部不回收，则GTO运载能力为15吨多。通过与SpaceX公司宣传的数据对比，GTO运载能力明显下降，那么近地轨道很可能同样如此。此外，从数值上看，由3枚“猎鹰”9组成的“猎鹰重型”的近地运载能力就是3倍“猎鹰”9。但是，火箭运载能力似乎无法用简单的乘法来代替。不过，即便真实数据有所缩水，但是在已完成的所有发射任务中，两型火箭都能完成预定任务，说明它们针对目前的卫星应用都是足够使用的。
▲猎鹰重型火箭的27台默林发动机
6.未来的可能应用
“猎鹰重型”火箭原本主要的应用市场是发射大型国家安全载荷，但是由于美国宣布提前到2024年登月，因此未来深空及月球载人任务也可能是该火箭另一主要应用。
一是发射大型国家安全有效载荷。首次商业发射的成功，为“猎鹰重型”火箭承担国家安全任务中铺平了道路。马斯克曾表示，上面级可将载荷直接送入地球同步轨道，可用于发射空军和国家侦察局的秘密载荷。不过，在此之前，“猎鹰重型”火箭还需要获得美空军的认证才能执行这类任务，这需要该公司进行至少3次成功的发射。目前“猎鹰重型”火箭已经完成两次发射，若STP-2任务成功，则该型火箭将能通过认证，开始执行国家安全载荷发射任务。而鉴于“猎鹰重型”火箭的有效载荷能力和低廉的价格，它可能会吸引美国军方的注意力。前国防部负责采购、技术和后勤的副部长约翰·杨认为这是一种改变游戏规则的能力，“猎鹰重型”运载能力是“德尔塔”4火箭的两倍，但成本只有后者四分之一甚至十分之一。
二是登月发射。由于美国将登月的时间从2028年提前到2024年，但官方的“太空发射系统”却一再推迟，可能最早才能发射，距离美国2024年登月的时间只有3年。这短短3年中，完成多次发射验证该火箭的安全性以用于载人发射似乎有些匆忙。而到那时，其他重型火箭如“新格伦”、“超重-星船”等系统可能都无法达到足够的可靠性以发射载人任务。届时，已经完成多次发射的“猎鹰重型”可能会因为其可靠性成为登月的主力候选之一。
三是行星资源开发及大型科学载荷发射。目前美国已经通过立法鼓励商业公司开发小行星上的资源，而“猎鹰重型”运载火箭具备将探测器直接送往小行星带的能力，因此会得到美国商业公司的青睐。
“猎鹰重型”火箭此次发射成功再次证明了“多发动机并联”设计的正确性。由于多发动机并联会带来各种各样的复杂问题如耦合振动等，加之前苏联采用30台发动机并联的N1火箭四射四炸，导致多发动机并联的设计思路一直为人诟病。而“猎鹰重型”火箭两次成功发射有力地回力这一指责，为“多发动机并联”应用在更多的重型火箭提供了借鉴和参考。尽管“猎鹰重型”火箭的运载能力也许不如SpaceX公司宣称的那么高，但是凭借火箭的高可靠性、成熟的重复使用技术及低廉的发射成本，该火箭具有极强的竞争能力，并极有可能在美国2024年的登月之旅中充当主力。
