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5月1日，太空探索手艺公司（SpaceX）的猎鹰九号火箭执行国家侦探局的NROL-76使命，发射了一颗近地轨道军用卫星，火箭第一级接纳乐成，不过更引人注目的是火箭第二级举行了长达3.5小时的滑行后再次燃烧乐成。猎鹰火箭第二级的滑行和燃烧试验，为上面级具备直送静止轨道的能力铺平了蹊径，假以时日团结发射同盟的运载火箭将面临更强烈的竞争。

NROL-76使命徽章,该次使命是太空探索手艺公司首次进军军用发射市场

直送静止轨道的要害  长时间滑行和再次燃烧能力

猎鹰九号火箭举行第二级滑行和再燃烧试验，目的是突破和掌握长时间滑行后燃烧的手艺，实现将卫星直接送入静止轨道等高轨道的能力，成为直达静止轨道的太空摆渡车。一样平常地说，运载火箭将卫星送入近地轨道、极地轨道或是同步转移轨道，而直接送入静止轨道的发射很少，这主要是由于直送静止轨道的难度高，不但需要火箭为卫星提供更高的速率，还需要举行长时间的滑行，比及火箭与卫星的组合体飞到同步轨道高度的远所在后再燃烧提升近所在和削去轨道倾角，最后进入赤道上空的静止轨道。直送静止轨道主要的难点，就在于长时间滑行以及厥后可靠的燃烧事情，为此需要研制先进的上面级。

提及上面级我们并不生疏，我国长征七号和长征五号火箭首次发射时划分使用了远征一号甲和远征二号上面级，它们都是专用的太空摆渡车，使用通例的常温自燃推进剂，具备多次燃烧启动和长时间滑行航行的能力，俄罗斯的弗雷盖/Fregat和微风/Breeze上面级同样使用这样的设计，和同盟以及质子火箭相团结，多次燃烧后具备将卫星直接送入高轨道以及静止轨道的能力。质子火箭使用微风M上面级可以将最大质量3.7吨的卫星直接送入静止轨道，我国的长征五号火箭团结远征二号上面级，直送静止轨道的运载能力为约5.1吨。

我国远征一号上面级可以举行两次燃烧，使用通例推进剂

俄罗斯的微风上面级可以举行多次燃烧，将卫星直接送入静止轨道

常温自燃推进剂具有存储利便和燃烧可靠的特点，但这种组合的比冲较低，尤其是远低于液氧液氢推进剂组合。美国也有将卫星直接送入高轨道和静止轨道的需求，但美国航天界艺高人胆大，走的是另一条蹊径，也就是长时间滑行加多次燃烧的低温上面级。

美国最著名的低温上面级当属半人马座系列，它被形象的称为“太空千里马”，这种20世纪60年月研制乐成的先进上面级使用不锈钢壳体的共底储箱减轻自身质量，使用高比冲的RL-10系列氢氧发念头。更有意思的是不锈钢导热率比古板的铝合金低得多，岂论是储箱共底部分照旧外壳部分导热都更慢，降低了温度控制的难度。

美国研制了手艺更先进的半人马座氢氧上面级，三次燃烧将卫星送入静止轨道

半人马座上面级在电源、姿控和推进剂治理等多方面全心设计，具备6.5小时左右的长时间滑行能力，而膨胀循环的RL-10氢氧发念头又具备多次启动能力，它具有长时间滑行后燃烧启动，将卫星直接送入静止轨道的能力。从理论上说，半人马座这样的上面级三次燃烧即可将卫星送入静止轨道，现在Atlas V火箭的直送静止轨道正是这样实现的，而对长征五号火箭来说，是由二级火箭将远征二号上面级和卫星的组合体先送入同步转移轨道，随后远征二号上面级再在远所在燃烧变轨，现实上相当于长征五号火箭的第二级和远征二号上面级组合起来实现半人马座三次燃烧的历程。

总而言之，关于一种运载火箭来说，要实现将卫星直接送入静止轨道的能力，长时间滑行以及滑行之后的再次燃烧能力是必需的。太空探索手艺公司是现在最乐成的新型商业航天公司，它的猎鹰九号火箭颇具传奇色彩，已经挑战了阿里安宇航公司和团结发射同盟在商业和军用发射市场的职位，但要和团结发射同盟举行周全竞争，猎鹰火箭还需要具备直送静止轨道的能力，以发射美国空军和国家侦探局特殊需要的军用卫星。

在快速迭代中蜕变  猎鹰九号火箭掌握直送静止轨道手艺可期

猎鹰九号火箭着实先天缺乏，研制阶段只能使用推力不大的梅林一号液氧煤油发念头，为此第一级不得不使用9发并联的设计，为火箭提供足够的推力。然而就是这种身世不佳的猎鹰九号火箭，经由迭代式的一直刷新后，早已有了洗手不干的提高。首先是梅林一号C发念头的推重比和推力有了很大提高，到梅林一号D发念头更是成为有史以来推重比最高的液体火箭发念头，推力抵达了845千牛（86.2吨），相比昔时梅林一号A不过340千牛（34.7吨）的地面推力，居然提高了两倍半之多。猎鹰九号火箭使用比冲较低的梅林系列液氧煤油发念头，但通过提高箭体干质比抵达了较高的性能，无论是早期猎鹰九号V1.0照旧现在的猎鹰九号Block 4，第一级和第二级的箭体干质比都相当精彩。

猎鹰九号火箭以二级液氧煤油发念头就可以发射同步转移轨道卫星，超高的干质比是基础缘故原由。比照之下其他国家结构和装备重量大，只能使用液氧液氢发念头或是三级火箭，印度更是作出了四级的PSLV火箭发射同步转移轨道卫星。

太空探索手艺公司还在继续刷新猎鹰九号火箭，据称现在猎鹰九号火箭第二级干质比凌驾20，而凭证齐奥尔科夫斯基公式，干质比提高关于性能提高同样是立竿见影的。依附第一级凌驾25、第二级凌驾20的干质比，以及新的梅林1D+真空版发念头的优异性能，猎鹰九号火箭的同步转移轨道运载能力可达8.3吨，运载效坦率追使用氢氧发念头的运载火箭。

猎鹰九号火箭第二级超高的干质比，意味着它使用比冲一样平常的液氧煤油发念头也可以提供很高的速率增量，还为它具备直送静止轨道能力涤讪了基础，接下来要做的，着实就是长时间滑行和远所在燃烧了，而这正是猎鹰九号火箭一直试验的内容。通俗地说，猎鹰九号火箭试图“山寨”半人马座上面级的乐成，通偏激箭第二级的三次燃烧和长时间滑行，实现直接将载荷送入静止轨道的能力。

猎鹰九号火箭，现在来说，无论发念头照旧箭体都属于一流水平

猎鹰九号火箭二级的干质比一直提高，可以提供将卫星直送静止轨道的速率

NROL-76使命中猎鹰火箭第二级实现了3.5小时滑行，距离现实需求的6个多小时已经不远，随着后续试验的继续举行，我们将看到猎鹰九号火箭实现同步转移轨道远所在的燃烧升轨。重型猎鹰即将首飞，以后重型猎鹰火箭的强盛基本运力团结直送静止轨道能力的第二级，将具备和团结发射同盟的重型“德尔塔4”火箭竞争的能力。