火箭发动机是SpaceX的硬伤 会成为未来发展阻碍

日前，SpaceX公司的猎鹰9号火箭成功实现部分箭体回收的新闻占据了不少科技媒体的头条，不明觉厉的小编们不吝啬溢美之词，“颠覆航天业”、“创造人类新历史”、“超越中美俄”之类的字眼纷纷出现。

诚然，SpaceX公司首次在实际的运载火箭发射中回收了第一集箭体，这是此前各个航天强国都没有做到的。但国家队们到底是在技术上做不到，还是根本就不愿意做？这也是一个问题。毕竟国家队们都是不差钱的，它们的首要目标是保证发射任务的成功，只有商业公司才会努力抠成本。

闲话到此为止，本文想说的其实是限制SpaceX公司未来发展的一个关键——大推力火箭发动机。虽然该公司成立已有十多年，但一直都在使用一款小推力的梅林（Merlin）火箭发动机，其源自上世纪60年代美国登月轨道舱的火箭发动机，使用液氢液氧燃料，由NASA授权技术给SpaceX公司使用。经过该公司多次改进，最新版的梅林发动机达到了极高的工作效率。

但梅林实际是一款推力相对很小的火箭发动机，单台推力只有556KN，为了把猎鹰九号推上天就使用了多达9颗梅林发动机。这在前面提到的国家队里是不可想象的，各个国家都有自己主力的大推力火箭发动机，例如俄罗斯引以自豪的煤油液氧燃料发动机RD-180，推力达到4150KN，连美国的宇宙神火箭都采购来做主发动机，而且这种巨型运载火箭只需要一颗RD-180外加固体火箭助推器就能上天。

一颗火箭用了多达9颗发动机有什么坏处呢？首先是会增加控制难度和危险系数，要协调9个喷嘴释放均衡的推力，万一某个发动机出了故障，火箭一歪，发射就失败了。类似的前车之鉴是前苏联的N1火箭，第一级使用了多达30台发动机，多次发射试验均告失败，直接导致了苏联登月计划的告吹。其次，发动机太多会增加死重，运载火箭上要留出尽量多的空间给燃料，死重太多的话就会影响燃料和商业货物的重量。

可看到猎鹰9号采用了9颗发动机，如果用俄罗斯RD-180仅需一颗

目前猎鹰九号主要的工作是发射卫星和运送货物到国际空间站，其近地轨道的载重能力是13吨，如果改成地球同步轨道就降低为4吨多。这个参数按SpaceX公司目前的业务来说刚刚好够用，但与美俄的几十年前的巨型火箭来说是大巫见小巫，例如美国登月用的土星5号近地轨道载重能力是120吨。

SpaceX公司未来的远景目标肯定不仅限于往300多公里高的国际空间站送送货物，而是登月、登火星这些深空探索项目。但猎鹰九号的载重能力根本不能满足深空探索的需求，但要提高载重能力肯定不能靠一味的增加梅林这种小推力发动机的数量，而是采用RD-180级别的大推力的火箭发动机。从目前来看，研发这类军用性质的产品对SpaceX公司来说还不太现实，技术储备和资金都是问题，只有国家队才有足够的实力。

可以预见，由于火箭发动机的限制，SpaceX公司在未来很长一段时间内只能进行地球轨道的发射任务，比如前面提到的给商业公司发射火箭、往国际空间站运送给养，对登月、登火星这些深空探索尚且无能为力。当然这些任务正好是SpaceX这种商业公司适合去做的，因为这些工作才是有利润可图的，而深空探索项目在短期内都是耗费巨资而无任何利益的。