从人类登月的发射台起飞——聊聊“复活发射”之外的故事
北京时间2月19日晚22:39分，美国太空探索技术公司（SpaceX）采用旗下猎鹰9火箭和货运龙飞船顺利执行第10次国际空间站货运发射任务，虽然发射场天气不佳，但仍然顺利完成了发射任务和首次白天火箭一级陆上回收。此次发射首次启用改建后的肯尼迪航天中心LC-39A发射台，该发射台曾执行过人类首次登月发射任务和首次航天飞机发射任务，极具历史意义。该公司自2014年承租下该发射台后，历经数年漫长改建，终于迎来它的再度开张。
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=l0022qjjsy3&width=500&height=375&auto=0
先上视频吧，有网友可能还没细致回顾这次发射
前景是昨晚发射的猎鹰9火箭和正在放倒的TEL发射机构，而后面则是航天飞机时代遗留下来的锈迹斑斑的回转服务平台，所以说这座发射台一半是历史，一半是未来，我们特意找了三张同一机位的发射画面，横跨了这座发射台整整半个世纪（1967-2017）的辉煌过去
上图中左侧的巨大回转平台就是为航天飞机服务的（被挡住了），自1981到2011年间，无论是首次升空之旅，挑战者号的惊天一炸，哥伦比亚号的凌空解体（降落跑道就在发射台不远处），还是航天飞机的谢幕之旅。这座发射台无不相伴相随。随着时间的推移，这些航天飞机时代的设施终将被人为拆除和抹去，一个新的航天时代正轰然前行
还是这个位置，1957到1972年间，人类从这里出发前往月球，而昨晚的这次发射正好是LC-39A史上第95次发射，所以有一种理论的可能，就是重型猎鹰火箭首射有可能会成为这座发射台第100次发射
好了，我们书归正传，来聊聊这次发射，呃。。。好像要说的上一期都说过了。。。
一篇预告说完了所有发射看点真的很尴尬啊，真发射完没什么写的了
有兴趣的话可以重新回顾一下这次发射的主要看点：[发射预告]一半是历史，一半是未来—论LC-39A发射台的“复活发射”，但是除此之外，今天聊聊这次发射之外的一些故事。
卡角、肯尼迪中心和文昌
这次发射最大的点看就是——这次发射是LC-39A发射台自2011年航天飞机退役后时隔整整六年后的“复活发射”。为啥要叨叨这个发射台呢？因为这个发射台太牛了。它全称为肯尼迪航天中心第39A号发射复合体（Kennedy Space Center Launch Complex 39A）。
上回我们讲到了，相对于SpaceX在去年9月1日因事故炸掉的LC-40发射台而言，虽然同为LC系列编号的发射台，但是东家却不是一个，我们俗称的卡角其实全称叫做“卡纳维拉尔角空军基地”，因此绝大部分发射台都隶属于美国空军。而肯尼迪航天中心做为NASA的自留地，最主要的就是这两座“邻居”发射台（LC-39A、B，事实上还有LC-39C、D、E等，因故最终没有修建），它基本上承载美国航天最辉煌的过去和成就。
上期后有不少网友还是搞不清卡角和肯尼迪航天中心的区别，我特意找图给大家解释一下，两家其实毗邻而建，发射台编号也是一脉相承，只不过东家不同而已，卡角的一大排发射台其实现在只有LC-40（猎鹰9）、41（宇宙神5）和37（德尔塔4）仍在使用，其余都处于封存状态
由于法律限制和特殊国情，美国民用航天发射（指会产生登记编号的入轨发射）在入轨前的上升段均不允许飞跃陆地。也就是说其发射场均设置于海边，通俗来讲就是东海岸向东射（卡角和瓦勒普斯岛等），西海岸向西射（范登堡空军基地），不许往陆地方向飞，火箭的落区均设置于海上。而我国和俄罗斯的旧有航天发射场因为历史原因和地理条件限制，都不可避免的设置了陆地落区，比如我国已有的三个老牌航天发射场（西昌、酒泉、太原）均设置于内陆。所以笔者个人认为，其实猎鹰9这种VTVL形式的回收方案，最适于采用的恰恰是我们。即使我们不走回收复用的道路，只要能够陆地定点坠毁，也算是大功一件，至少会为落区群众和残骸回收免去很多麻烦。但是理论上这种回收方式存在万一失效的可能，同时也会大幅浪费火箭运力，所以最稳妥的方式还是类似于文昌和卡角一样向茫茫大海发射。有关落区的这个话题点到为止，多了我就不说了。
卡角曾经的辉煌时期，目所能及全都是正在作业的发射台，照片最远处就是VAB和LC-39A、B发射台。而我国的海南文昌航天发射场经常被媒体称之为“中国的卡角”。
事实上，无论是旖旎的海岛风光，还是低纬度滨海的发射条件，更别提我们的长征五号运力不逊于卡角任何一款现役火箭，从这些角度来讲，这个比喻实至名归。
要说航天强国的这个范儿，我们确实不差，《航拍中国》第一季第一集《海南》，特别推荐
但这次LC-39A的复活发射其最大的意义并不仅仅是承继了美国航天往日的辉煌，更重要的是这是一次彻底的“国退民进”！至此之后，我们纵观整个卡角和肯尼迪航天中心，除SLS勉强算是NASA的私产，这座航天发射的宝地已经基本被民营企业所占据。不仅如此，今日的卡角在美国彻底的商业航天政策引导下，已经成为了一个商业火箭发射的“孵化器”。冷战时期遗留下来的一堆发射台正待价而沽，留待任何有资质、有意愿、有能力的民营航天企业承租和入住。不仅是老顾客ULA和SpaceX，还有RocketLab等企业也都有意在卡角承租发射台进行发射。只要你租下了这里的发射台，卡角的第45太空联队（45th Space Wing）会为你提供一条龙服务，免去了初创航天企业的诸多烦恼，比如可供出租的整备车间和场地，火箭燃料供应，一部分测控服务、精准的气象预报，甚至是火箭玩儿砸了炸掉发射台后的灭火服务。非常荣幸的是，SpaceX去年就享受过这个“特殊服务”。
“啥？马斯克又把发射台炸了？靠，一年一次啊，不管了！”（图文无关）
卡角地头蛇——第45太空联队LOGO，请注意看中央的图案
我国的民营航天可以说正处在一个方兴未艾的阶段，很多企业正处在襁褓之中，光一个发射场的问题就让不少初创企业头大不已。虽然卡角实质上仍然是美国空军的自留地，但是这种对商业航天相对开放和友好的态度才是笔者认为文昌未来的方向之一。
还有一点要闲扯几句的是，肯尼迪航天中心不仅仅是一座发射场，更是一个航天历史的宝库，陈列有大量阿波罗时期和航天飞机时期的珍贵实物。更难能可贵的是，游客在这里经常能够碰到类似图中这种曾真正参与航天工程的退休工程师来义务讲解；其实不仅是肯尼迪中心，笔者曾在华盛顿特区的航天博物馆中亲见NASA的现役航天员来为游客进行讲解。可能这些客串讲解员的解说词并不那么华丽，也没有特别精心的准备和策划，但是他们真实的经历和丰富的知识既能让游客不远万里前来变得不虚此行，更是对这些曾经为太空探索付出汗水的人的一种尊重。作为对比，文昌虽然是我国着力打造的一个开放式的航天发射场，但是在对游客的友好程度和宣传教育的基础设施水平上，仍然还有一定差距。笔者曾有幸两次前往文昌观看发射，虽然进步是实实在在的，但是想要真正的成为中国的卡角，确实还有一段路追赶。
“执剑人”可能要失业了！
除此之外，此次发射也是USAF首次在东西射向航天发射中采用无人自毁系统。之前航天发射的遥控自毁装置都掌握在人的手里（官方名称为：Range Safety Officer，射界安全办公室），在发射出现极端情况时，比如说火箭失控，飞出安全区，甚至掉头向人口密集区飞去时，工作人员必须人为判断，残忍的按下自毁按钮。这就仿佛是刘慈欣小说《三体》中的“执剑人”，手握着人类生死存亡的大权。
在挑战者号航天飞机爆炸事故中，由于两枚SRB（固体火箭助推器）外壳由1.27厘米厚的钢制外壳制成，在爆炸后仍旧完好（视频中可见爆炸仍有两条明显的烟柱在继续飞行），SRB在高空中非受控飞行，Range Safety Officer考虑到安全因素，只能痛下杀手，遥控引爆了两枚SRB
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=g03361p1345&width=500&height=375&auto=0
当时的视频，爆炸发生在视频内1分钟左右
因此，在航天飞机时代，曾有航天员拿着自己和妻儿的照片去给自毁办公室的负责人员看。言外之意就是——发射的时候除非万不得已，请高抬贵手！当然现在由于交给了机器，未来航天员可能也就免去了给工作人员看照片这个环节，而“执剑人”也将这生杀予夺的惊人压力和错误判断的职责甩给了一行行冰冷的代码。这种设计的好处绝不仅仅是关闭一个办公室，节省几分工资这么简单；由于新一代火箭都采用了迭代制导，尤其是猎鹰9这种多发并联冗余设计的火箭，有可能即使偏离预定航线，但其实是因为火箭正在自动纠偏，并不会导致事故发生，但是人为判断失误而误将火箭引爆。采用自动自毁程序后由于其与火箭GNC互联互通，能够识别这种情况，避免人为误引爆的发生。
不过自动自毁也并非万无一失，由于依赖于传感器和程序设定，如果传感器出现问题，程序本身设定存在缺陷，谁也不敢保证不会出现极端情况。而且这并非杞人忧天，SpaceX自己就曾经吃过类似的亏。所以这套自动自毁系统还会进行进一步评估，才能彻底的替代人类。
2014年8月，SpaceX的VTVL技术验证火箭F9R Dev1在飞行中由于传感器故障，且该传感器并无备份，导致飞行异常。火箭错误的启用自毁系统，凌空自爆，随后SpaceX在正式的猎鹰9火箭上添加了备份传感器
货运龙飞船的运力之谜？
此次任务的货运龙飞船任务周期为29天，预计于3月21日返回地球。货运龙飞船迄今为止共执行9次CRS货运补给任务（Commercial Resupply Services，这次还没回来，还不算），除CRS-7因火箭凌空爆炸而失败外，货运龙飞船表现相当完美。可以说NASA之所以其实并不像这么早的执行此次任务，并非信不过货运龙，而是信不过猎鹰9火箭。
货运龙飞船的加压舱内部，都是标准的货运格架，对面这个窗口其实是龙飞船的侧舱门，按理来说一个货运飞船是不需要侧舱门的，可以说龙飞船从头到脚看起来根本就不像一个“正经”的货运飞船
龙飞船的船箭组合过程，空洞洞的就是非加压货舱，其实就是个敞开的碳纤维储物架，侧面有龙飞船标志的是保护罩包裹的太阳能电池板
龙飞船设计上还有一个特点，他是现役货运飞船中唯一没有整流罩包裹的，飞船本身就能耐受发射过程中的大气冲蚀和气动加热，这种设计更加复杂，但是长期来看能够节约成本，另外请注意，龙飞船的太阳能电池板并不是对称布置的，图中蓝圈是电池板转轴
此次运送货物的数量并不丰富，仅有2.5吨左右，而实际上货运龙的在CRS任务架构中的最大运载量为3.31吨，纵观现役各大货运飞船的运力水平，龙飞船基本处于倒数阶段，各家运力水平从小到大排名如下：
俄罗斯进步（Progress）飞船：2.6吨
SpaceX货运龙（Dragon）飞船：3.31吨
轨道ATK的天鹅座飞船：3.5吨（后期加长后）
日本的“鹳”货运飞船，简称HTV：6吨（就是前阵子太空垃圾清理实验失败的那个）
我国的“天舟”货运飞船，简称天舟：6吨（预计于4月在文昌首飞）
欧洲的自动转移飞船，简称ATV：7.6吨
虽然运力上确实不是太好看，但是龙飞船是六款飞船中唯一具备下行能力的，结合之前种种奇怪之处，事实上这是因为龙飞船从设计伊始就不是一款货运飞船，而是以载人为目的的一款航天器。事实也的确如此，龙飞船已经不是第一次携带活体生物往返天地了，这次更是携带了多达40只小白鼠。虽然货运龙已无载人机会，但其堪称国际空间站货运梯队的中流砥柱，发射次数仅次于老而弥坚的进步飞船，但是如果算起货运量来并不那么耀眼。因此上篇文章发出有就有网友问到为什么货运龙的货物量这么少，每次最多只能运送3.31吨的货物，还不到欧洲人的一半。
CRS-1到8任务中的货物量，可以看出来，几乎就没装满过
非加压货舱的货物配给，最夸张的是CRS-1和6任务中非加压舱竟然是空的，NASA好不容易在CRS-7中配置了一个重要货物（IDA），结果就给打飞了
事实上，货运龙高7.2米，直径3.7米，侧壁倾角15度，在轨时间可长达到两年，细细算来，也不是什么小家伙了。而且最重要的是，货运龙的实际运力，并不止3.31吨，事实上其上行运力达到6吨级，加压舱下行能力（就是将货物从大气层外带回）为3吨。但是在NASA的货物补给任务中，最多仅装载3.31吨，这是NASA的人为限制，因此，不过这些重量可以在加压舱和非加压舱两者之间自由调配。
事实上货运龙的空间每次都是装不满的，这种情况很可能一直维持到这款飞船退役
其实考虑到龙飞船已有的4.2吨空重，早期龙飞船不满载其实是由于早期的猎鹰1.0和1.1火箭运力不足，然而随着猎鹰9 FT火箭的运力增强和回收的日渐成熟。目前在龙飞船满载时，全重可达7.5吨，根据相关论文仿真显示陆上回收大约会损失40-50%左右的火箭运力（具体损失与火箭本身设计水平有关），那么判断现有猎鹰9火箭的空间站轨道运力不低于15吨是没有问题的。所以货运龙在未来能否显示出更充足的运力水平，还是要看未来的Block5型火箭能否有新的突破。
另外大家也要认识到，其实货运飞船的运力除了本身设计限制外，所用火箭的运力水平也是一个重要的决定因素，之所以欧洲人的ATV运力最强，正是因为其配套火箭是20吨级运力的阿里安5火箭，具有充足的运力挥霍空间。如果我们拿出运力更强的长征五号来打货运飞船，抢个第一想必不是问题。
得益于长征七号14吨LEO的运力，天舟一号在运力上是货运飞船中妥妥的第一梯队，个人认为唯一美中不足的就是不具备下行能力，不过没所谓，大部分快递船都没这功能，而且推进剂在轨补加可不是谁都会的哦（图引自卫星与网络）
话说回来，还是那句老话——SpaceX租下了这座发射台，就等于扛起了美国航天创新的大旗，但是这家公司能否不辱使命，使这座发射台重现辉煌，还要看SpaceX自己的努力了。
下一期我们来个未来安排大汇总，然后继续侃一侃也要在这座发射台发射的重型猎鹰火箭。
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=r03766qy0qe&width=500&height=375&auto=0
预告一下，这就是重型猎鹰火箭双助推器同时回收的视频
想了解更多的航天科普新闻，请扫描或长按二维码关注我们的公众号“航天爱好者”！并分享你喜欢的文章！欢迎各位爱好者投稿，各抒己见，畅所欲言！
欢迎访问我们的网站：www.spaceflightfans.cn
最新的航天新闻聚合和发射预报