△ 载人龙飞船与空间站对接 图源：NASA TV

Crew-1圆满执行这次任务，标志着SpaceX正式加入了此前仅有俄罗斯和中国两个“会员”的“载人航天俱乐部”。

从2006年连续发射火箭失败，到2020年载人航天发射成功，SpaceX的成长速度着实令人惊叹；

而就在本月下旬，SpaceX还有一项星舰SN-8的15km跳跃试验等待执行。

△ SpaceX星舰SN-8

猎鹰火箭、龙飞船、星舰……这些名字酷炫的航天器，不仅帮SpaceX赚到上亿美金的融资/订单，更是“硅谷钢铁侠”埃隆·马斯克实现自己太空梦想的希望。

△ 埃隆·马斯克的“太空漫游梦”

只是，这一连串“科幻感”十足的飞船名，有没有让你觉得有点晕？

今天我们就对SpaceX航天器谱系作了全面梳理，看完这篇文章你会对它们的定位和所肩负的使命有更清晰的了解。

赚钱组合

猎鹰火箭 + 龙飞船

01 猎鹰火箭

猎鹰1号到9号，成功道路由“失败”铺成

2002年6月，太空探索技术公司SpaceX成立，作为太空探索的基础，第一件事得先能离开地球。

SpaceX决定发射一枚运载火箭向世界证明自己的实力，“猎鹰1号”由此诞生。

猎鹰1号的英文名是Falcon 1，源于星球大战中的“千年隼”（Millennium Falcon）。

△ 电影《星球大战》系列中的明星级飞船“千年隼”

身为SpaceX最早的试飞火箭， 猎鹰1号直径1.7米、高约20米，体积很小，和 “千年隼”相比充其量只能算是个“雏鹰”。

△ 有人真的对比过猎鹰1号与千年隼的大小

猎鹰1号在结构上是两级火箭，每级装有一台发动机。

一级推进器在送第二级和载荷（比如卫星）升空到一定高度后，脱离并落回地球，利用降落伞减速降落到海面，实现重复使用。

作为SpaceX最早研发的火箭，猎鹰1号的主要任务是验证近地轨道运载技术。

2006年3月24日猎鹰1号第一次试飞，发射25秒后引擎上方失火爆炸。

△ 猎鹰1第一次试飞爆炸

截至2008年8月3日，猎鹰1号一共发射了三次，全部以失败告终。

这些失败沉重打击了SpaceX员工的信心，SpaceX公司也到了崩溃边缘，但埃隆·马斯克依然鼓励员工们继续发射。

△ SpaceX在创立前期曾经有过一段“濒临破产”的黑暗记忆

2008年9月28日，距离第三次失败仅一个多月，通过SpaceX员工连续6周不停歇轮班工作，猎鹰1号第四次发射按时进行。

这次，猎鹰1号将重达165kg的试验载荷成功送入了近地轨道，运载任务圆满完成。

△ 猎鹰1号第四次试飞，运载火箭第1节和第2节成功分离

SpaceX因此成为首个成功发射运载火箭的私营企业。

在验证过运载火箭发射技术后，SpaceX将目标集中在研发更大运量的中型运载火箭。

由此诞生了当前最常被使用，也最多被提及的“猎鹰9号”（Falcon 9）火箭。

△ 猎鹰9号

与猎鹰1号相比，猎鹰9号不止是尺寸大两倍多，一级发动机也从1台升级到9台，推力加倍提升，运载能力增加到8000kg以上。

△ 猎鹰1号和猎鹰9号的尺寸对比

△ 猎鹰9号和千年隼尺寸对比

运力提升了，但猎鹰9号的制造成本也大大增加了。

作为一家商业公司，如何实现“经济又实惠”的火箭发射，是SpaceX必须解决的难题。

如果能把猎鹰9号的一级推进器（包括外壳和9台发动机）回收并重复利用，就能大幅降低发射成本。

为此，SpaceX开始了艰难的“垂直着陆”技术验证。

△ 猎鹰9号第十四次发射，“硬着陆”失败

△ “如果有得选，我宁愿在成功中汲取经验。——埃隆·马斯克”

2010年猎鹰9号首次尝试发射，直到2016年4月，它终于实现了一级推进器海上着陆回收。

△ 2016年4月8日，猎鹰9号第二十三次发射，实现一级推进器海上垂直着陆

猎鹰9号的“垂直着陆技术验证”历经了六年时间、和至少二十三次发射试验，才最终得以成功。

多个部件可重复使用、一级推进器可垂直着陆回收的特点，让猎鹰9成为了所有现役运载火箭中利用率最高、设计最独特的“新星”。

在猎鹰9号基础上，SpaceX采用三个并联的猎鹰9一级助推器，研制出了猎鹰重型运载火箭（Falcon Heavy）。

2018年，埃隆·马斯克就是用的猎鹰重型运载火箭，把那辆著名的特斯拉Roadster跑车送去了地球轨道。

02 龙飞船

能运货，也能载人

除了把轿车送出地球，SpaceX面临的真实挑战是——如何既安全又经济地把货物送到空间站。

要解决这个问题，一个安全可复用的航天器必不可少。

2006年在与NASA签订太空站货物运送合同时，SpaceX提出了龙飞船（SpaceX Dragon）这个概念。

这个霸气的名字来自美国民谣组合Peter, Paul and Mary的一首歌曲《神龙帕夫》（Puff the Magic Dragon），歌词讲述了一个小男孩和他的神龙在海上冒险的故事。

龙飞船的外形是一个传统的钝锥形弹道胶囊设计，顶部设有1.27米的正方形对接口，接口面积是俄罗斯飞船对接口的三倍。

△ 龙飞船在马斯克心目中，可能就是用来遨游太空的“神龙”吧？

从2010年至今，龙飞船已经进行了二十三次发射。

在这些任务中，除了常规的性能试验，龙飞船已经多次向国际空间站送货。

2014年，龙飞船2号（SpaceX Dragon 2）在SpaceX总部进行的媒体活动中亮相，它将专门用于载人航天任务。

在Crew-1任务中，NASA的四名宇航员就是搭乘着龙飞船2号去往国际空间站。

△ 龙飞船2号（左）与1号（右）对比

与货运版龙飞船相比，龙飞船2号尺寸更大，有效载荷量远高于传统航天器，最多能同时容纳7位宇航员。

△ 图源：中新网（李雪瑶 制图）

飞船内部增加了座位、窗户、触摸屏控制台、环境控制及生命支持系统等；对于宇航员来说操作更便捷，整体设计风格偏极简主义，未来感十足。

为了保证安全，龙飞船2号最大特点就是采用了新型的发射逃生系统。

设计者为该飞船配置了8台“超级天龙座”发动机，如果发射期间遇到危险，这8台发动机便会立即启动，将龙飞船2号推离运载火箭，将它送到安全地带降落。

△ 龙飞船2号逃逸功能测试成功

根据设计指标，一艘龙飞船可重复使用十次左右，它能够执行低成本、业务化的低地球轨道载人航天飞行任务。

除了将宇航员送往空间站，改装后的龙飞船预计还能执行登月任务，用途广泛。

随着Crew-1的成功， 猎鹰9运载火箭搭载龙飞船1号和2号执行载货或是载人的航天任务，会成为接下来一段时间内SpaceX的主要收入来源。

SpaceX人类太空计划高级总监本吉·里德在推特上写道：

“在接下来的15个月里，我们将为NASA执行七次机组人员和货运龙任务。这意味着，从Crew-1开始，SpaceX的龙飞船将持续在轨道上运行。”

SpaceX作为NASA现在最出色的航天服务提供商之一，再也不必为接不着活儿而发愁了。

火星组合

星舰 + Super Heavy

SpaceX的创立，其实是为了实现埃隆·马斯克“征服火星”的惊人梦想。

多年来，埃隆·马斯克一直对“移民火星”充满向往，也从不怯于透露自己的计划。

为了把火星梦想变成现实，SpaceX正在研发一支巨型火箭——星舰（SpaceX Starship）。

△ 星舰停留在火星上的“幻想图” 图源：SpaceX

其实这个星际飞船计划从2005年就开始谋划，直到17年，马斯克才将它的名称由“大猎鹰火箭”（Big Falcon Rocket）正式更改为“星舰”。

它的第一级助推器被称为超级重型（Super Heavy），第二级宇宙飞船称为星舰（Starship），而整个巨型火箭组装起来也叫星舰。

第一级助推器Super Heavy直径9米，长约70米；

第二级宇宙飞船Starship直径9米，长约50米。

由于还在原型机验证阶段，星舰的设计细节随时都在改动；

△ 再来看看星舰与千年隼的尺寸对比

这么庞大的星舰，内部活动空间也更大：目前预计它可搭载50人以上，并且这些人都能在飞船内长时间居住。

除了执行地球轨道上的任务，通过在轨加注燃料，星舰还可以完成地月转移以及直击火星的任务。

星舰飞船最突出的特点就是闪闪亮的外壳，因为它采用了“违反直觉的设计思路”——以不锈钢为主体材料制造火箭结构和推进剂罐。

△ “亮闪闪”的不锈钢材料星舰

根据马斯克的说法，使用不锈钢的原因是“高品质不锈钢在低温下强度能提高50％，并且具有高熔点，虽然重但明显便宜，造起来很快。”

听着都挺好，那Starship开发到了什么程度呢？

让我们来感受一下SN5原型机的150m跳跃试验吧！

在这个月下旬，星舰在准备新一轮的试验，这次是原型机SN8的15km跳跃。

把直径9米，高50米的飞船扔上15千米高空，再稳稳落下，这个试验看起来比Crew-1更让人激动。

网友Erc X模拟了SN8 15km着陆画面，马斯克回复“模拟得相当准确”。

一级助推器Super Heavy的原型机建造也在9月份开始，从图里可以看到，使用不锈钢材料建造起来确实很快。

△ Super Heavy原型机SH1制造现场

据媒体报道，近日埃隆·马斯克在SpaceX内部邮件中表示：“我们应把星舰视为首要任务。”

面对商业载人航天这个历史机遇，SpaceX走在了最前面，但并不代表着他们能一直领先。

包括波音公司、亚马逊创始人杰夫·贝佐斯创立的蓝色起源（Blue Origin），以及科学技术应用公司Dynetics，都是SpaceX的竞争对手。

△ 杰夫·贝佐斯的民营太空公司蓝色起源，成立比SpaceX还早两年

在NASA重返月球计划Artemis的竞标中，蓝色起源获得5.79亿美元资金，Dynetics公司获得2.53亿资金，SpaceX只获得1.35亿资金。

△ 参与NASA重返月球计划Artemis竞标的公司

再对比一下火箭发射次数，SpaceX到目前为止已经完成了70次以上的商业发射，蓝色起源只完成了12次。

但这就是航天项目商业化的另一面，即使其他的公司相比于SpaceX效率偏低、能力不足，NASA也一定会培养出另几个商业航天巨头，与SpaceX展开竞争。

对于上升到太空中的“商业大战”，现在还不知会如何发展，但人类在航天技术的加速却是实打实的。

在我们有生之年实现人类火星登陆，我觉得已不再是梦，你认为呢？

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