SpaceX火箭演变历程（图文）

SpaceX诞生于2002年，当时其创始人、亿万富翁埃隆·马斯克迈出了向火星发射任务的宏伟抱负的第一步。如今，该公司已经远远超出了太空创业阶段。

这家总部位于加利福尼亚州霍桑的公司定期重复使用火箭，用其“龙”飞船向国际空间站发送货运任务，并将为美国国家航空航天局和其他机构运送宇航员。SpaceX还发射了大型猎鹰重型火箭，并计划发射一枚更大的火箭，以到达月球、火星和更远的地方：星舰及其超重型助推器。

猎鹰1号是SpaceX制造的第一枚火箭，马斯克以《星球大战》中的千年猎鹰飞船命名了猎鹰火箭。它曾被提议携带670公斤（1480磅）的重量进入近地轨道，并在2006年至2009年间飞行。

在三次发射失败后，猎鹰1号于2008年9月29日将一个虚拟有效载荷送入太空。2009年7月14日，它的第五次也是最后一次发射将马来西亚地球观测卫星RazakSAT送入轨道。

猎鹰1号火箭从太平洋夸贾林环礁的一部分奥梅莱克岛发射。这枚68英尺高（21米）的火箭由一台发动机（因此得名“1”）提供动力，使用液氧和火箭级煤油。

SpaceX很快就收到了几家公司对寻找更重升力火箭的兴趣。该公司曾考虑开发一种名为“猎鹰5号”的中间火箭，但没有继续开发，而是开始开发“猎鹰9号”（因为它的第一级使用了一组九个发动机）。

这种火箭可以将重达28991磅（13150公斤）的有效载荷送入近地轨道。这是一枚两级火箭，高230英尺（70米），宽12英尺（3.7米）。SpaceX于2005年首次宣传猎鹰9号的计划（在新标签中打开），并于2010年6月7日从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地将首次亮相的猎鹰9型发射升空。

从猎鹰9号的历史开始，SpaceX就对重复使用火箭的第一级以节省发射成本感兴趣。然而，早期的着陆测试没有成功。SpaceX在猎鹰9号的第一次、第二次和第六次发射中都试图控制助推器的着陆。2014年4月18日，终于在猎鹰9号的第九次发射（第四次受控着陆尝试）中实现了受控海洋着陆。这是通往火箭可重用性道路上里程碑。2015年12月21日，猎鹰9号火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地的1号着陆区首次成功着陆。

SpaceX对“龙”号货运飞船的开发工作进行了保密。在2006年3月，该公司正式公开了计划，当时该公司提交了NASA商业轨道运输服务（COTS）示范项目的提案，目标是开发一艘私人航天器，将货物运送到国际空间站。

在SpaceX达到几个发射成功后，2008年12月，NASA选择“龙”号货运飞船的SpaceX作为向空间站提供商业补给服务的公司之一（另一家公司是轨道科学公司，后来成为轨道ATK公司，现在是诺斯罗普·格鲁曼公司）。SpaceX当时的合同价值最低为16亿美元，可选择提高至31亿美元；此后，该公司收到了一份新的货运发射服务合同。

2010年12月8日，“龙”号在卡纳维拉尔角空军基地成功首飞。然后，在2012年5月22日，“龙”号进行了一次重要的测试：试图将航天器停泊在国际空间站。“龙”号于当年5月25日安全抵达空间站。这是私人航天器首次与空间站对接，引起了全世界的赞誉。此后，SpaceX升级了其未折叠的“龙”号货船，使其至少可重复使用两次飞行。

Grasshopper

Grasshopper是一个100英尺高的火箭原型，在SpaceX位于德克萨斯州的麦格雷戈飞行，为该公司提供了更多垂直降落助推器的经验。虽然Grasshopper没有像SpaceX的其他项目那样受到媒体的关注，但它是推进猎鹰9号可重复使用第一级开发的关键。Grasshopper在2012年至2013年间进行了八次试飞，最后一次飞行中，火箭飙升至2440英尺（744米）。Grasshopper项目随后退役，因此SpaceX可以将更多资源集中在猎鹰9号的开发上。

SpaceX于2012年宣布了猎鹰9号可重复使用开发飞行器，该飞行器基于猎鹰9的第一级。2014年4月至8月，该公司在麦格雷戈基地进行了五次该系统的飞行，其中一些飞行的最高高度超过3280英尺（1000米）。最后一个助推器于2014年8月22日发射，由于传感器堵塞而爆炸。

这张照片显示的是猎鹰9号第一级在卡纳维拉尔角空军基地的地面着陆区1。2015年12月21日，SpaceX在这里进行了第一次受控地面着陆。该公司在卡纳维拉尔角空军基地从美国空军租赁的土地上建造了这个停机坪（着陆区1位于曾经是13号发射复合体所在地的陆地上）。

2015年12月21日，SpaceX首次成功将猎鹰9号降落在1号着陆区，这被誉为火箭可重复使用的里程碑。然而，该公司仍在努力提高这一成绩。在2014年和2015年经历了成功和失败的海洋着陆。

SpaceX的史诗级猎鹰9号火箭着陆

2015年，SpaceX试图在海洋中的无人机飞船上着陆。虽然这些着陆一直以失败告终，但马斯克会在他的推特上发布视频和图片，承认所犯的错误，公司将努力为下一次飞行改进。

2016年4月8日，当猎鹰9号第一级在大西洋一艘名为“当然我仍然爱你”的无人回收船上轻轻着陆时，马斯克和他的员工坚持和努力终于得到了回报。猎鹰9号搭载的“龙”飞船也进行了里程碑式的飞行，将一个充气模块——毕格罗可膨胀活动模块——运送到国际空间站。SpaceX有第二艘无人回收船“只需阅读说明书”，在加利福尼亚州范登堡空军基地发射后用于太平洋着陆。这两艘飞船都是以Iain M. Banks的科幻小说中虚构的星际飞船命名的。

2016年4月的飞行后，SpaceX在无人回收船上着陆的成功率大幅提高，猎鹰9号飞行成功率也很高。

火箭成功地将一辆特斯拉汽车和一个穿着宇航服的人体模型“星际人”送入太空（马斯克也是特斯拉汽车公司的首席执行官）。猎鹰重型车高230英尺（70米），可将近14.1万磅（64公吨）的有效载荷送入近地轨道，这是接近于联合发射联盟的德尔塔IV重型运载火箭的两倍。

这张照片显示了2018年2月6日，猎鹰重型火箭的双侧助推器在火箭首飞后成功着陆。

当助推器在肯尼迪航天中心附近卡纳维拉尔角空军基地的1号和2号着陆区安全着陆时，火箭的核心级高速撞击海洋。

搭载特斯拉汽车的火箭级进行了最后一次燃烧，将汽车送入火星轨道。然而，正如外界报道的那样，辐射可能在一年内摧毁这辆汽车。

在发射商业任务的同时，SpaceX还开始开发载人版的“龙”飞船，将宇航员带到国际空间站。

该公司在2014年收到了一份价值最高26亿美元的合同，用于这些发射服务。2015年9月，SpaceX向世界展示了机组人员宿舍的内部情况。极简主义设计有白色墙壁、黑色斗式座椅、几个平板显示器和四扇窗户，乘客可以看到外面。

2019年3月，载人Crew Dragon首次无载人试飞成功往返国际空间站。

SpaceX打算让载人飞船和货运飞船非常相似，以加快载人飞船的开发。SpaceX表示：“这种共性简化了人员评级过程，使对机组人员和空间站安全至关重要的系统能够在无人货运飞行中进行全面测试。”。

SpaceX正在努力开发载人龙，用于两次商业载人试飞，最早将于2020年春季飞行。

NASA正在努力摆脱对俄罗斯联盟号运载工具的依赖，该运载工具目前将所有宇航员运送到国际空间站。联盟号上的每个宇航员座位都要花费NASA数百万美元。此外，该机构尽可能利用美国的发射服务进行发射。上一次从美国本土载人发射是在2011年，是航天飞机项目的最后一次飞行。

猎鹰重型运载火箭每次发射售价约9000万美元，而猎鹰9号运载火箭的售价为6200万美元。

SpaceX在2019年又发射了两次猎鹰重型任务：一次是在4月携带Arabsat 6A通信卫星，另一次是当年6月为美国空军吊装太空测试项目2（以及行星协会的LightSail 2）。

2018年5月，SpaceX推出了该公司猎鹰9号火箭的第五个也是最后一个版本：Block 5助推器。该助推器旨在最大限度地提高可重复使用性（目标是至少10次飞行），它将用“龙”号太空舱为NASA将宇航员送入太空。

第一枚猎鹰9号Block 5火箭是为了发射孟加拉国的第一颗通信卫星Bangabandhu-1而建造的。该任务于2018年5月发射，飞行中使用的Block 5助推器随后于2018年8月发射了一颗印度尼西亚卫星。

2019年9月，SpaceX创始人埃隆·马斯克为他的公司宣布了一种全新的运载工具：一种完全可重复使用的大型火箭和助推器，旨在最终将人类发射到火星。于是，星舰和超重型诞生了。最初被称为星际运输系统，后来被称为“大猎鹰火箭”（或马斯克暗示的“大型火箭”），这是一个用于火星探测的未来主义系统，但可以应用于月球、其他深空目的地和绕地球的定点旅行。马斯克在过去几年中多次调整设计，在2017年和2018年推出了不同的规格，最终在2019年确定了设计。

按照目前的配置，星舰及其超重型助推器将高387英尺（118米）（包括宇宙飞船），能够将110吨（100公吨）的重量带到近地轨道。

每枚火箭将搭载约100人，火箭将完全可重复使用。马斯克表示，他计划将这种火箭分舰队使用，一次将数百或数千名乘客带到火星。马斯克计划在20世纪20年代后停止猎鹰的所有生产线，但将执行各种任务的超重型除外。主要执行地球卫星轨道、国际空间站和火星之间的输送任务。

2019年，SpaceX在德克萨斯州博卡奇卡的发射场进行了一系列测试，发射了星舰原型Starhopper。Starhopper相当于SpaceX用来开发可重复使用的猎鹰9号火箭背后技术的Grasshopper原型飞船。这辆蹲着的三条腿的飞行器由不锈钢制成，搭载了一个猛禽火箭发动机，进行了一系列试射和跳跃，最终于2019年8月27日完成了一次大跳跃。

在那次大跳跃中，Starhopper从SpaceX的一个发射台升空，达到约500英尺（150米）的高度，并向侧面平移到不远处的着陆台。整个飞行过程大约花了一分钟。在那次跳跃（Starhopper的第四次也是最大的一次测试）之后，该飞行器退役，SpaceX开展了其星舰项目。

2019年9月28日，经过数月的期待，SpaceX推出了其首个星舰原型，即星舰Mark 1（或星舰Mk1）。与Starhopper一样，星舰Mk1是在SpaceX位于德克萨斯州的博卡奇卡基地组装的，由不锈钢制成。该飞行器反映了星舰的更多设计变化，有两个鳍（从三个减到三个），并且仅用于无折叠试飞。

2019年，SpaceX希望发射星舰Mk1进行12英里高的试飞，目标是在2020年进入轨道。自那以后，SpaceX已经制造了几个版本的星舰原型（其中一个被称为星舰SN4，或序列号4）。SN4正在为计划于2020年进行的“跳跃”飞行进行测试。

SpaceX的第一艘载人Crew Dragon计划于2020年5月27日发射。此次任务将把美国国家航空航天局宇航员鲍勃·贝肯和道格·赫利送往国际空间站，任务将持续四个月。这次试飞名为Demo-2，随后进行了一系列其他测试。2019年3月，SpaceX在其Demo-1任务下，对空间站进行了无人驾驶的载人龙试飞。2020年1月，该公司启动了飞行中止测试，展示了Crew Dragon在发射紧急情况下的紧急逃生系统。该公司还为Crew Dragon测试了降落伞和其他重要系统。

2020年11月15日，SapceX的“龙”飞船（Crew Dragon）首次执行常规商业载人航天任务，从肯尼迪航天中心发射升空，将4名美国宇航员送往国际空间站。这是美国自2011年航天飞机退役后，首次使用国产火箭和飞船从本土将宇航员送往空间站，也是商业载人航天迈出的关键一步。2020年8月2日，“龙”飞船搭载两名宇航员顺利返回地球，溅落在美国东南部佛罗里达州海岸附近，完成首次载人试飞任务。在经过各项评估后，美国航天局11月10日正式批准“龙”飞船定期运送宇航员往返空间站。