登陆火星不是梦！SpaceX龙飞船将于2018年奔赴火星

身在加州霍桑总部的SpaceX总裁肖特维尔，身后是回收的货运龙飞船，该飞船也是目前全世界唯一具备货物下行能力的飞船。

在本周二美国犹他州州立大学举办的第30届小卫星大会上，美国太空探索公司(SpaceX)总裁兼首席运营官格温·肖特维尔(Gwynne Shotwell)表示：该公司将在下次发射任务中搭载数颗立方星与其他小型航天器作为次要载荷进入太空，同时她也透露了重型猎鹰火箭与红龙飞船的重要消息。格温称该公司首个“猛禽”发动机已由船送抵德克萨斯州麦格雷戈的火箭研发中心进行测试，该发动机将装备在未来SpaceX载人登陆火星的火箭上。

格温·肖特维尔表示SpaceX公司8年前研发成功的小型火箭--猎鹰1号因无法转入商业运营而退役，但近年来全球小卫星市场发展迅速。目前SpaceX已与其他公司展开合作，将立方星等小型航天器作为次要载荷打包发射，而发射使用的火箭是更大型的猎鹰9号与重型猎鹰火箭。

此外根据美国太空新闻网(Space News)的消息，会议的与会者对SpaceX的火星计划极其感兴趣。肖特维尔表示SpaceX将使红龙飞船不加压的货舱与加压舱内部都具备携带与释放微小卫星的能力，该飞船将作为SpaceX宏大火星计划的先导在2018年率先登陆红色星球。

这是2010年SpaceX展示的土星五号与该公司猎鹰系列火箭的对比图，包括已服役和未来即将登场的火箭。虽然已经过去6年，一些计划已经发生了改变，但这已是该公司发布的用于登陆火星的巨型火箭最新概念图。

运力超过土星五号的巨型火箭MCT

红龙飞船是SpaceX公司在火星上建立定居点计划的重要组成部分，该飞船将具备把货物与乘客送往火星的能力。今年9月底将在墨西哥城举办的国际宇航大会(IAC)上，SpaceX创始人兼CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)将公开该公司的火星移民计划。

预计马斯克将在下月的大会上披露目前依旧神秘的火星殖民运输器(MCT)，MCT将是人类有史以来建造过的最大火箭，超过阿波罗登月使用的土星五号。虽然目前网络上有不少MCT的概念图，但MCT究竟什么模样SpaceX一直没有公布。

2015年在美国宇航局斯坦尼斯航天中心进行的猛禽发动机部分设备测试。

“猛禽”出征 谁与争锋

但MCT有一样东西目前是确定的，它需要一款新的强大的火箭发动机，这也是SpaceX研制“猛禽”发动机的原因，该发动机将使用甲烷与液氧作为推进剂。根据太空新闻网的报道，SpaceX已在周一晚间将首枚猛禽发动机用船运抵德克萨斯州，它的点火测试将很快进行。

这也是该发动机首次进行全面测试，此前SpaceX已对其分系统进行了部分测试，在2014年该公司开始研制并测试了猛禽发动机的喷射器，随后又在2015年对猛禽发动机全尺寸的富氧预燃室进行了一次全功率的测试。部分热点火测试是在美国宇航局斯坦尼斯航天中心进行的，时间是2015年4月至8月，总测试时间约400秒。

随后在今年1月，美国空军授予了SpaceX一项3360万美元的合同，用于研发基于猛禽发动机的火箭上面级原型，它将应用在未来的猎鹰9号或重型猎鹰火箭上，该上面级被要求在2018年前完成所有测试。

有关猛禽发动机的规格参数目前仍不清楚，但根据 Wait But Why 网站2015年的消息，马斯克曾表示工程师正努力让该发动机的推力达到2300千牛，而燃料比为3.8比1。这个推力是目前猎鹰9号使用的梅林1D发动机的三倍，也将达到土星五号F1发动机推力的三分之一。根据美国知名科技博客媒体 Ars Technica 的消息，MCT一级很可能使用9个这样的发动机作为动力。

此外，与梅林1D发动机使用的开式循环不同，猛禽使用较为先进的分级燃烧循环方式。分级燃烧循环主要优势是所有燃气和热量都通过燃烧室排出，基本没有损失。因此这种循环也常称为“闭式循环”。而开式循环产生的废气直接排放，因而效率有所损失。分级燃烧循环带来的另一个重要优点就是能承受非常高的燃烧室压力，这使更大膨胀比的喷嘴可以用在发动机上。而主要缺点就是涡轮机的工作环境苛刻，需要添加许多额外的导管来输送高温燃气，还必须设计很复杂的反馈控制系统。

猛禽发动机也将是首款使用液氧甲烷的“全流分级燃烧循环”发动机，这使得它非常独特。在这种设计下，涡轮机的工作温度更低，因而发动机的寿命得到延长，效率也更高。而且燃烧室的压力可以更大，支持更大的比冲。在这之前，只有两款全流分级燃烧循环发动机进行过测试，一个是前苏联1960年代完成的RD-270，另一个是美国空军2000年代中期完成实验的集成动力验证器，后者由美国政府资助洛克达因公司完成实验，不过这两款发动机都未有投入实际的火箭飞行中。

猛禽发动机与MCT的研发工作仍在SpaceX工程师的创新中继续，他们使用3D打印技术完成了该发动机众多关键部件的研制，而目前仅SpaceX掌握的超音速降落技术将使该公司火箭具备在地球与火星着陆的能力。从2012年开始，SpaceX一直致力于火箭快速复用技术，并成功在2015年底和2016年4月完成一级火箭的陆上与海上回收，该技术有望大幅降低人类进入太空的费用。根据太空新闻网的消息，在今年年底前，SpaceX会将一枚甚至两枚已回收的火箭重新发射进入太空，掌握火箭复用的所有技术。

而原定今年年底前首飞的重型猎鹰火箭可能被推迟到明年，原因是研发遇到不少困难，重型猎鹰也是冷战后所有在役和即将投入使用火箭中运载能力最大的。

“鸡蛋不能都放在一个篮子里”，马斯克认为要避免重复恐龙灭绝的命运，必须将人类从单一星球(地球)变成多星球物种。

马斯克下月末披露火星移民路线图

在今年6月举办的“代码大会”(Code Conference)上，马斯克表示如果一切按计划顺利进行，SpaceX最早能够在2024年将人类送往火星，并在2025年抵达。而从2018年开始，SpaceX将在每隔26个月的窗口期，发射至少一艘红龙飞船前往火星进行前期技术验证。

“我们正在建立飞往火星的定期货运航班，而这些正是人类未来在火星上所需要的。”马斯克在6月的大会上介绍说。

在正式复飞火箭前，SpaceX会对JCSAT-14任务的回收火箭进行数次测试。

年底前或复飞两枚回收火箭

SpaceX希望在6年后，也就是2022年进行MCT的首次无人深空飞行测试。同时，该公司将继续完善猎鹰9号火箭的复用技术。在上月，SpaceX在两天内对一枚回收火箭进行了两次全时长的点火测试，该火箭来自今年5月“JCSAT-14”发射任务，这两次测试成功加快了SpaceX的火箭复用进度。

今年秋季，来自今年4月CRS-8发射任务的“二手火箭”将再次进入太空，它也是全世界首枚成功在海上软着陆的火箭。“在正式复飞旧火箭之前，我们将对JCSAT-14任务的回收火箭进行多次测试，我们希望进行超过四次的测试，甚至可能达到8至10次。”肖特维尔介绍到。