- Falcon 9 助推器可在上級階段攀升時著陸。
- SpaceX 回收整流罩，並在多次任務中重用。
- 載人發射的助推器可再次執行任務。
- Falcon 使用火箭燃料協助引導引擎，減少故障點。
SpaceX 的火箭發射過程有著熟悉的輪廓。火箭升空，階段分離，載荷繼續向太空進發。然而，較不為人知的故事是硬件在這一過程中發生了什麼變化，以及 SpaceX 如何改變通常被拋棄或僅使用一次的系統。有些不同之處是可見的，例如助推器返回發射塔；另一些則隱藏在載具內部，火箭燃料可以協助引擎轉向，而壓縮氣體可以推動階段分離。以下是七個令人驚訝的事實，我們敢打賭您並不知曉有關 SpaceX 及其火箭發射的情況。
1. Falcon 9 助推器可以在上級階段仍在攀升時著陸。大多數火箭的第一階段在完成任務後被拋棄，而 Falcon 9 的第一階段則能夠轉身著陸，同時其第二階段繼續運載載荷進入軌道；NASA 在 2015 年記錄了 SpaceX 首次成功的軌道級助推器著陸的過程。這一過程並非在每個任務中都以相同的順序進行。在另一個 NASA 記錄的飛行中，Dragon 在助推器嘗試著陸之前已經進入軌道。
不同的是，SpaceX 為第一階段計劃了一次受控的返回，而其餘任務則獨立進行。
助推器的回收與重用
2. SpaceX 使用回收的衞星整流罩。整流罩是火箭在升空過程中圍繞衞星的保護外殼，火箭在穿越大氣層的最厚部分後會釋放它。SpaceX 會回收並重用整流罩的兩半；根據其 Falcon 使用指南，截至 2025 年 2 月，先前飛行的兩半已經在 307 次任務中使用過。這使得整流罩不僅僅是發射後被丟棄的包裝。雖然助推器著陸引起了廣泛關注，但 SpaceX 也將這些大型外殼視為值得回收、檢查和再次發射的硬件。
3. 用於載人發射的助推器可以再次返回進行另一項任務。在 2020 年，Falcon 9 發射了 NASA 宇航員 Bob Behnken 和 Doug Hurley，搭載 Dragon 執行 Demo-2 任務。相同的第一階段助推器隨後又發射了一個無人貨運 Dragon，NASA 將這次發射確定為該助推器的第四次飛行。人們容易假設，指派給宇航員的火箭只會使用一次。
這一例子顯示，SpaceX 能夠回收載人發射的助推器，並為隨後的任務做好準備，而搭載宇航員的太空船則獨立運行。
階段分離的創新技術
4. 壓縮氣體推動 Falcon 的階段分離。階段分離是一個關鍵時刻。耗盡的助推器必須遠離，以便上級階段能夠繼續其飛行。SpaceX 的 Falcon 使用指南指出，氣動裝置釋放並推開 Falcon 的階段，以及 Falcon Heavy 的側助推器。與指南中描述的傳統爆炸性分離系統不同，Falcon 的氣動系統使 SpaceX 能夠功能性地測試實際將要飛行的硬件。
這為工程師提供了一種檢查分離機制的方法，確保在火箭達到必須運作的階段之前進行測試。
5. Starship 在分離完成之前點燃其上級引擎。預期的順序很簡單：斷開一個火箭階段，然後啟動下一個。Starship 採用熱階段技術，在助推器的引擎完全關閉之前點燃其上級引擎。在載具分離時，這會使引擎排放物靠近助推器。在 SpaceX 的 V3 設計中，助推器燃料箱的前圓頂在這一過程中直接暴露，內部的箱壓和保護鋼層幫助其抵禦這一事件。
6. Super Heavy 返回發射塔，而不是著陸在支腿上。Falcon 9 配備了支腿以在觸地時支撐自身。SpaceX 將 Starship 的 Super Heavy 助推器設計為不同的回收方法：它返回發射場，由塔架接住。驚訝的是，著陸設備位於地面，而不是在飛行中攜帶。該公司還超越了一次捕捉的演示——在 Starship 第七次飛行測試之後捕獲的 Super Heavy 助推器在第九次再次飛行。
7. Falcon 9 使用火箭燃料協助引導其引擎。火箭引擎在飛行過程中必須進行定向，以保持載具的航向，而移動它們則需要動力。SpaceX 的 Falcon 使用指南指出，第一階段的推力矢量控制系統來自其高壓煤油系統，而不是攜帶單獨的液壓液供應。換句話說，火箭的燃料在燃燒之前還執行了第二項任務。SpaceX 表示，這樣可以消除與單獨液壓系統及耗盡液壓液相關的潛在故障點。
這些例子顯示了一個更廣泛的模式：該公司還回收整流罩，改變階段分離方式，並將飛行關鍵任務分配給已經在火箭上的系統。並非每種方法適用於每個 SpaceX 載具或任務，且隨著設計的發展，幾種方法也有所改變。令人驚訝的是，看似已確定的火箭設計中，竟然有如此多的情況是 SpaceX 選擇以不同方式處理的。
項目 規格 助推器回收 可重複使用 整流罩回收 307 次任務使用 階段分離方式 氣動裝置推動
SpaceX 如何改變火箭發射的常規做法
SpaceX 在火箭發射過程中的創新做法，顯示出其對於硬件回收和重用的重視。透過回收助推器和整流罩，SpaceX 不僅降低了發射成本，還提高了發射的效率。這些技術的改進，如利用火箭燃料協助引導引擎，進一步減少了潛在的故障點，提升了整體的可靠性。這些做法不僅改變了傳統火箭發射的模式，也為未來的太空探索鋪平了道路，使得太空任務的可持續性成為可能。