太空征程：一文看尽人类火箭研发史
夜晚降临，漫天星辰神秘的银河让人神往
以牛B顿（发张图感受下）为代表的巨人们极大地促进了近代科学蓬勃发展，开普勒公式和万有引力公式等清晰明了地揭示了天地运行的规律，揭开了宇宙的一层面纱。
随着近代工业的发展，人类有了不到百年的航天实践史，在这短暂而坎坷的征服空天的路途上，火箭首先成为了航天运载工具。
现代航天学和火箭理论的奠基人——俄国数学家齐奥尔科夫斯基，推导出了一个极其简单而优美的火箭公式，齐奥尔科夫斯基公式
这是一个理想公式，不考虑大气阻力和重力
他有一句名言：“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远被束缚在摇篮里。"
一次使用运载火箭（ELV，Expendable Launch Vehicle）
美国人罗伯特·戈达德首先将美妙的公示变成了现实，于1926年3月16日发明了人类史上第一枚液体火箭，是美国最早的火箭发动机发明家，被公认为现代火箭技术之父。设立于1959年的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心就是以他的名字命名。月球上的戈达德环形山（Goddard Crater）也以他的名字命名。
再后来由冯布劳恩主导设计的令人叹为观止的土星五号火箭，曾将第一艘载人登月飞船“阿波罗11号”送上了月球，人类脱离地心引力的束缚，一步一步接触飞向太空的梦想。
冯·布劳恩
但是，物理定律永远不会对人类作出的所谓壮举报以微笑。从火箭理论一提出开始，人类就意识到，要把更大更重的货物运往太空，单靠单级火箭是远远不够的。因此，多级火箭的设计应声而出。多级火箭的原理十分容易理解：用完的东西马上抛掉，避免对后续任务造成负担。在理想的情况下，火箭的级数当然是越多越好，这样能够保证燃料的最高效率利用。但是，考虑到火箭结构设计的复杂性，现在主流的运载火箭一般是两级到三级。
即使多级火箭的技术已经趋于成熟，火箭的发射成本却一直居高不下。地球强大的引力势阱一直束缚着人类航天事业的发展，但人类也用自己的智慧进行着斗争！
无数种降低天地运输成本的方案被提了出来，听起来比较虚无缥缈的诸如太空电梯、轨道大炮等人类尚无法实现的技术，有效但作用有限的方案包括机载火箭发射、降低发射场纬度等办法。但从工程实践的角度来看，只有一种真实可行的方案可能让天地运输成本大幅度降低，这就是可重复使用（Reusable）技术。
现代成熟的工业化产品中，没有什么能在一次性使用的条件下而出现完整的产业链（武器的使用目的不同，因此除外），如果每一辆汽车买回来只开过一次就毁坏，汽车这种产品也只会成为富人享受的奢侈品。
火箭技术、甚至说整个航天技术也是同样的道理。没有可重复使用的话，火箭永远都只是大国的玩具。人类在可重复使用技术的研发上受尽了挫折，但追求低成本和可重复使用的脚步从未停止。
航天飞机（Space Shuttle）
美国亚特兰蒂斯号航天飞机
前苏联暴风雪号航天飞机
航天飞机就是人类对于可重复使用技术的第一次大胆而富有创新的尝试。
整个航天飞机由三部分组成：轨道器（飞机）、外挂储箱（橙罐）、助推器。其中轨道器和助推器均可重复使用。
可重复使用火箭（RLV，Reusable Launch Vehicle）
毋庸置疑，SpaceX 使用 Falcon9 火箭进行的任务发射，是可重复使用火箭技术上一个伟大的里程碑。下面就简要梳理一下可重复使用火箭开发的艰辛历程。
其实，SpaceX 并不是第一家研发可重复使用火箭技术的公司。早在 1993 年，美国的麦道公司（McDonnell Douglas，现在已经并入波音公司）就对其研制的“单级入轨可重复使用运载器”的试验机——DC-X （McDonnell Douglas DC-X） 进行了测试。这几次测试主要验证了火箭垂直起降的可行性，但是由于经费的原因，这个项目在移交给 NASA 之后并没有继续进行下去。据维基百科上说，在此之后，很多 DC-X 的项目工程师去了蓝色起源（Blue Origin）公司继续研发。
SpaceX 的蚱蜢火箭（Grasshopper (rocket)）是可重复使用猎鹰 9 号火箭的试验机，相当于是Falcon 9 火箭的第一级。Grasshopper 一共进行了 8 次测试（以下简称“跳跃”），从第一跳，仅仅持续了3秒的点火并微微离开地面，到最后一跳测试高度达到 744 m，Grasshopper的每一跳都见证了 SpaceX 垂直起降技术的点滴积累。
在蚱蜢进行了八次成功跳跃之后，SpaceX 又开始进行 F9R Dev 1 的测试。与蚱蜢火箭相比，F9R Dev1 安装了可折叠的着陆腿，这和 Falcon 9 v1.1 中的设计是相同的，所以 F9R Dev1更接近于 Falcon 9 的第一级。
Falcon 9 v1.1 的着陆腿
从 2014 年 4 月到 2014 年 8 月，F9R Dev 1 一共进行了 4 次测试飞行，但是，新技术的研发并从来不是一帆风顺的，F9R Dev 1在最后一次测试中爆炸，原因是传感器故障。
F9R Dev1 第三次测试
测试时间：2014-06-17，高度1000米；首次安装了四个用于在下落时调节火箭姿态的可操纵舵。
F9R Dev1 第四次测试
测试时间：2014-08-22，火箭爆炸；
由于测试场地的限制，F9R Dev1 无法飞到更高的高度。
Falcon 9
如果 SpaceX 只是一味地对垂直起降技术进行一系列的测试而不把它用于实战的话，和咸X有什么区别，那么将其仅仅定义为“夺人眼球”、“骗投资”也是很正常的。但 SpaceX 却敢于把这个技术用在自己的主力火箭——猎鹰九号。
在 Falcon 9 v1.1 （以下简称 Falcon 9）投入使用之初，几乎每一次发射都包括了两个任务：主要任务是把有效载荷成功送入预定轨道，次要任务是对可重复使用技术进行实战演练。
根据 List of Falcon 9 and Falcon Heavy launches 上面的资料，在 2013 年 9 月、 2014 年 4 月以及 2015 年 1 月，Falcon 9 在一二级火箭分离之后，都对第一级火箭进行了海面软着陆的测试，将第一级与海面的接触速度降低到了零。
2013 年 9 月，Falcon 9 的第一级火箭在海面溅落
2014年4月14日，SpaceX 第一次使用无人船作为平台，对第一级火箭进行海面回收。不过，这次回收由于着陆时第一级侧向速度过大而导致倾覆，Falcon 9 第一级回收失败。
2015年 6 月，Falcon 9 在执行 CRS-7 （国际空间站商业补给）任务中由于内部杆失效而在空中爆炸，导致任务失败。
2015年12月28日的Orbcomm2 任务是 SpaceX 在上次失败后的首个发射任务，有效载荷入轨和火箭陆地回收均取得成功。可以说，可重复使用火箭进入一个新的发展时代。
一级回收示意图
2016年4月8日 SpaceX成功实现一级海上回收，再次创造历史
回收弹道示意图
2016年5月5日 SpaceX再次成功实现一级海上回收
火箭起飞段，画面震撼
如此优美的上升段弹道
着陆架清晰可见
火箭和导弹其实都是一家人，导弹的有效载荷是战斗部，而火箭的有效载荷是各种航天器，两者的一个共同特点就是火箭用完就扔。虽然燃料给火箭提供了推力，但是火箭本身的引擎、整体结构和内部设备等才是火箭成本的主要所在。
一枚火箭的从设计到制造到装配再到发射耗费了无数科研人员的心血，目前各国常用的火箭只有几种技术比较成熟型号。由于火箭研制的巨大成本，推出一个新型号就必须要适应相应的需求，否则火箭的推力再大也无用武之地，比如阿波罗计划之后土星五号火箭就退役了。
所以要研制一枚火箭需要考虑三个因素：技术水平、资源投入、需求
毫无疑问，天地运输的巨大成本是人类航天事业上的第一块绊脚石。航天飞机是第一次尝试，虽然失败了但却提供了方向。我们也无法通过目前 SpaceX 回收第一级火箭的成功，就断言今后几年，Falcon 9发射成本会大幅降低，因为在可重复使用的道路上还有诸如损伤检测、设备维护、零件替换等一系列复杂工作需要完成，这些全部成本加起来有没有一次性发射的成本低，我们不得而知。但我想说，SpaceX 至少尝试过。
Elon Musk表示要在今年秋季首次发射已回收的火箭，让我们拭目以待。
也许可重复使用火箭比一次性使用火箭成本更高，SpaceX 和当初 NASA 放弃航天飞机一样放弃了 Reusable 的方案。
也许天地往返运输的成本永远高居不下，太空领域永远是大国间纵横捭阖的阵地。
也许未来的一百年也没有人到达火星，没有人在那里欣赏未曾见过的蓝色日落。
也许由于互联网技术的高速发展让赛博空间取代了真实空间。
就算这会成为现实
但这也不是我想要的未来。 经过你的指点 我还是没找到在哪 ~~~ 谢谢哦 我该不会是最后一个顶的吧 哈哈，看的人少，回一下 一定要回贴，因为我是文明人哦
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