美国东部时间2023年11月8日凌晨，太空探索技术公司（SpaceX)从位于佛罗里达州卡纳维拉尔角的40号发射工位成功发射了一枚“猎鹰”9号火箭，将星链G6-27组卫星送入太空。这是“猎鹰”9系列火箭在2023年的第80次发射，基本实现了每周发射两次的频率。它还创下了连续250次成功发射的记录。虽然“猎鹰”9号火箭一级重复使用后的成本还有争议，但这个发射频率意味着，太空探索技术公司及其老板马斯克，已经在全球率先实现了火箭的航班化飞行。
这种的航班化飞行让SpaceX公司成功部署了第一代星链低轨道星座，在商业上实现了盈亏平衡，也在俄乌战争中发挥了及其重要的作用。同样的，火箭航班化带来的巨大和快捷的发射能力，其军用潜力同样不可低估，在军事技术上将带来逐渐重要的影响。
可重复使用，是火箭航班化飞行的基础。早在航天技术的萌芽期，这样的想法就出现了。但是直到21世纪的今天才得以部分实现。
运载火箭技术发展的早期，可能是受到V-2弹道导弹造得又多又快的影响，冯·布劳恩等火箭先驱者并不觉得火箭航班化是什么遥不可及的未来。对于冯·布劳恩来说，火箭天生就该航班化密集发射运营，才能支持探索太空的伟大事业。
图示：V-2弹道导弹拥有320千米的最大航程，它依靠自身动力装置推进，并通过先进的制导系统精确导向目标，标志着火箭技术迈入了一个崭新的发展阶段。
冯·布劳恩曾经写了一本名为《火星计划》的科幻小说，描述一次载人火箭探索任务需要10艘飞船，7艘载人3艘运货，每艘飞船重量都是3720吨，都是地面发射部件后太空组装。
为了发射这3.72万吨载荷，布劳恩提出研制一种三级入轨完全重复使用的大型运载火箭，他称之为“渡船”火箭（FerryRocket)，渡船火箭总重约7500吨，能将25吨重的飞船部件和14.5吨的推进剂送入地球轨道。只要造46枚火箭并在2年内累计发射950次，就能把组装10艘火箭飞船需要的物资送上太空。
冯·布劳恩在向记者展示他的“渡船”火箭。巨大的箭翼主要是服务于返回过程中的大气层飞行段。
冯·布劳恩载人登火的科幻计划非常宏伟，但不要说当时，现在人类也不具备这样的能力。冷战时期人类火箭年发射高峰也只有约130次。而同型火箭在同一个工位实现的发射记录就更低得可怜了。这样的低频率，与入轨的昂贵价格有直接关系。
自1957年10月4日苏联发射人类第一颗人造卫星以来，绝大部分火箭都是一次性的。巨大的火箭配上精密昂贵的设备，只可以使用一次，必然导致发射价格不菲。考虑到空气阻力，登天之路所需的速度增量超过9千米/秒，而火箭发动机比冲却是有限的。
通过物理学计算就可以认识到，要想把尽量多的载荷送进太空，航天工程师们只能选择一次性运载火箭。否则就如同冯·布劳恩的“渡船”火箭那样，哪怕采用三级火箭的复杂构型，运载系数也只有0.6%。
考虑到上世纪60年代航天技术的局限性，“渡船”火箭即使体型如此庞大，运载能力也相对有限。
航天专家们没放弃可重复使用的梦想，先后研制了航天飞机和空天飞机。遗憾的是，航天飞机的重复使用实践，并没有带来发射成本的下降，重复使用航天器也一度被视为不太现实，直到马斯克等人在新世纪开始新一轮冲击。
SpaceX公司早在研制猎鹰一号火箭时就考虑了重复使用的问题。“猎鹰”9号火箭研制期间，一度准备使用降落伞回收。但前两次发射中，一级火箭再入大气层后都失去信号。分析认为，它们很可能是再入时翻滚解体。SpaceX公司随后转向受控的动力反推回收路线。
“猎鹰”9号火箭第一级并联使用9台梅林液氧煤油发动机，原本是因为“梅林”发动机推力小，只能多发并联。但有心栽花花不开，无心插柳柳成荫，这种9发并联的一级发动机设计，却为火箭垂直反推着陆回收提供了巨大的便利。
“猎鹰”9号火箭着陆时还可以只启动一台发动机反推，极大地降低了对发动机节流能力的要求。SpaceX公司还在控制算法上获得了巨大的突破，解决了再入飞行控制和反推着陆控制的技术难题，尤其是2012年关于最优软着陆的论文，为火箭推重比大于1时的精确反推软着陆奠定了基础。
虽然具有技术基础，也解决了了理论问题，但SpaceX公司探索火箭垂直反推着陆的道路也相当曲折。2011年，该公司公开了Grasshopper垂直起降技术验证器。这是一个“猎鹰”9号第一级改装而来的试飞器，它在2012年9月到2013年10月间进行了8次试飞。其中第8次试飞顺利飞到744米高度后成功着陆，验证了单台发动机矢量控制垂直起降的可行性和可靠性。
后续还研制了名为Falcon9Dev1的试飞器，它进行了5次试飞，但公开记录只到1000米高度，最后一次试飞中还发生了爆炸。但SpaceX公司已经掌握了推力矢量控制垂直降落的技术，随后开始在执行常态发射任务的“猎鹰”9号火箭上进行试验。
“猎鹰”9号火箭第一级增加了着陆腿和栅格舵，以及飞控软件和硬件上的适配，比航天飞机的复用设计要简单得多。
“猎鹰”9号火箭一级的垂直回收试验，虽然也经历了大量失败，但比人们想象的都要顺利。2014年4月第二次回收尝试，就成功实现海面软着陆。2015年12月22日“猎鹰”9号火箭一级在纳维拉尔角着陆场首次着陆成功。不仅证明了火箭反推垂直着陆路线的可行性，也为“猎鹰”9号火箭第一级的重复使用和火箭的航班化密集发射打下了坚实的基础。
“猎鹰”9号火箭早期的海上回收多次失败，太空探索技术公司只能把它拖回码头。
不过，火箭二级回收目前还没办法实现。二级火箭的飞行速度比较快，关机时已经接近第一宇宙速度。要想把这样一段火箭回收到地面，付出的代价太大，得不偿失。因此，马斯克打算直接跳到下一代“星舰”系统，而不考虑在“猎鹰”9号上尝试二级回收。
2015年底“猎鹰”9号第一级第一次成功回收，只是航班化的第一步。怀疑论者指出，“猎鹰”9号火箭发射后反推返回发射场回收，火箭运力损失高达30%，海上回收理论上运力损失15%，经济上很可能得不偿失。
2016年3月，SpaceX公司高官肖特维尔曾谨慎地预测，“猎鹰”9号火箭执行近地轨道任务的一级着陆成功率为75%至80%，而同步轨道任务的着陆成功率可达50%至60%。不过真实的情况更加乐观一些。
2016年4月8日执行CRS-8货运补给任务时，“猎鹰”9号第一级首次成功在位于大西洋上的回收船上着陆成功。5月6日“猎鹰”9号火箭发射了日本JCSat-14卫星，第二级将卫星送入同步转移轨道，第一级再入返回并海上回收成功。
这是同步轨道发射任务中第一级首次成功降落。对于“猎鹰”9号火箭来说，同步轨道发射时一二级分离时第一级箭体速度更高，再入和降落回收难度更大。JCSat-14任务的火箭回收成功，进一步扩展了第一级火箭受控反推着陆的能力包线A等通信卫星时，海上回收发生失败。事后调查显示火箭在回收船上空几米高度时就耗尽了燃料。随后该公司改变了软着陆控制策略。2016年8月14日的JCSat-16发射任务中，“猎鹰”9号火箭首次只使用单台发动机反推着陆成功。单发动机反推软着陆减速较慢，火箭过载更小，最后降落阶段也有更多的时间修正，只不过软着陆过程中燃料消耗更多。
一般地说，大众普遍对二手货存在嫌弃心理。SpaceX公司为了推销二手火箭发射服务，特意发明了“经过飞行检验”的话术。商业客户如果愿意使用回收后的“猎鹰”9号火箭第一级，还会给客户一定的折扣优惠。
2017年3月30日，SpaceX公司首次复用回收的火箭一级，成功发射了SES-10通信卫星，“猎鹰”9号火箭从此开始了重复使用之路。同年6月23日，SpaceX公司第二次复用回收的一级，成功发射了保加利亚的BulgariaSat-1卫星。同年10月11日,“猎鹰”9号火箭复用回收的第一级，成功发射了SES-11通信卫星。这是“猎鹰”9号火箭一级的第三次重复使用。
2018年12月3日，SSO-A发射任务中编号B1046的“猎鹰”9号第一级第三次投入发射。2019年11月11日星链卫星发射中，编号B1048的火箭一级第4次投入发射。上述发射打开了市场。
马斯克曾表示，早期的Block4版“猎鹰”9号一级只能进行5次发射，而为重复使用专门改造升级的“猎鹰”9号Block5型能重复使用10次，大修后还能延寿复用更多。随着“猎鹰”9号Block5型火箭投入到正常的使用中，“猎鹰”9号火箭的复用记录也屡创新高，2021年5月9日编号B1051的“猎鹰”9号第一级首次创下了第10次发射的记录。
“猎鹰”9号，现在早就是降落成功不足为奇，回收失败反而成了新闻。毕竟上一次“猎鹰”9号一级回收失败，已经是2021年2月16日的事情了。SpaceX公司无需大批量制造“猎鹰”9号一级，就能满足密集发射的需要。考虑到火箭一级回收后简单检修就能重复使用，远比生产全新的火箭一级简单快捷，为高密度的航班化发射铺平了道路。
2017年SES-11卫星发射任务中，才首次重复使用第一级。当年18次发射中，有5次复用火箭一级。2018年SpaceX公司发射次数为21次，复用一级发射了12次，其中有一次重型猎鹰火箭发射，两枚助推器都是回收复用的。2019年SpaceX公司只进行了13次发射，其中9次发射复用火箭一级。2020年SpaceX公司年发射量提高到26次，复用一级的发射次数高达21次。2022年实际发射次数达到了61次之多，其中只有5次使用了新的火箭一级。
运载火箭实现发射的航班化，将带来非常大的影响。火箭第一级复用过程中，工程师们对回收的箭体进行充分检查，能充分了解火箭发射升空后的状态，对比传统一次性火箭只有寥寥无几的遥测信号，更加有助于改进和优化火箭，提高火箭发射的可靠性和成功率。
一级复用实现了发射的航班化，即使没有带来发射成本的革命性下降，通过快速周转也提高了资金利用率，显著增加了公司的利润。航班化还为承接小卫星发射提供了前所未有的机遇。
传统大中型一次性火箭发射次数少，发射时间窗口受到很大限制，搭载发射小卫星并不及时，这就为专门发射微小卫星的小型火箭留下了市场空间。而“猎鹰”9号火箭航班化发射，无论是搭载还是批量发射小卫星，比小型火箭还要及时，彻底封死了小型火箭的发展空间。
航班化发射，最大的意义还是实现了廉价快速的入轨能力。2023年3季度SpaceX公司做了25次发射，这中间还包括一次猎鹰重型火箭发射，把超过381吨的载荷送入太空，遥遥领先于第二名中国航天科技集团的约25吨，全世界其他航天发射商加起来，入轨能力也不足SpaceX公司的零头。
“猎鹰”9号火箭航班化运营，为部署低轨道巨型星座奠定了坚实的基础。SpaceX公司不是低轨道巨型通信星座概念的原创者，但星链系统却后发先至，成为第一个组网完成的低轨道互联网星座。第一代星链星座的卫星数量数以千计，比另一个建成的互联网星座一网（OneWeb）的648颗卫星，星座规模大了好几倍。航班化发射是最主要的功臣，连竞争对手一网公司都被迫购买“猎鹰”9号火箭发射。
亚马逊公司提出的柯伊伯低轨道互联网星座打算与星链竞争，计划发射3236颗卫星组成低轨道星座。但亚马逊公司自己的火箭多次拖期，无法投入到正常的使用中。亚马逊公司为了发射柯伊伯星座，已经预订了9枚宇宙神5火箭、18枚阿里安6火箭、38枚“火神”火箭，以及至少12次自己的“新格伦”火箭发射。
但除了宇宙神5火箭外，其它火箭都尚未投入到正常的使用中。因此，亚马逊公司被迫宣布预订3次“猎鹰”9号火箭发射柯伊伯星座。两大竞争对手不得不向SpaceX公司订购发射服务，航班化运营带来的竞争优势可见一斑。
“猎鹰”9号火箭发射的航班化，还具有重大而深远的军事价值。现代军事通信卫星的战略意义不言而喻。传统高轨道通信卫星系统存在数量少、带宽窄、时延长的不足，低轨道通信星座具有通信延迟小，保密和抗干扰能力强，冗余和和生存能力强等诸多优势。但低轨道通信星座需要发射大量卫星组网，其中关键的一个制约因素，就是运载火箭发射成本过高、频率太低。
如果要建设低轨道军用通信系统星座，所需的发射资金会占很大的比例。即使财大气粗的美国国防部，长期以来也只能让低轨道军用战术通信星座的概念停留在纸面上。然而，随着廉价高效的“猎鹰”9号火箭的出现，尤其是航班化飞行的实现，高不可攀的巨型低轨道通信星座不再遥远。
SpaceX公司从2017年1月到2019年1月进行8次发射，把75颗新一代铱星卫星送入太空，快速完成了新一代铱星系统的组网发射。这8次发射总报价4.92亿美元，大幅度的降低了低轨道通信卫星系统的发射成本。“猎鹰”9号火箭的航班化飞行，迅速实现了星链系统的快速组网。第一代星链系统目前已经有约200万用户，在乌克兰战争中发挥了关键的作用。
SpaceX公司还依托星链系统的建设经验，尤其是“猎鹰”9号火箭，向美军提出了星盾军用低轨道通信卫星的方案，竞争美国太空发展局的国防太空架构星座（NDSA）的发射合同，目前“猎鹰”9号火箭慢慢的开始发射其中的跟踪层卫星，未来还将发射数以百计的传输层和跟踪层卫星，构建美军的军用综合低轨道通信和遥感卫星星座。
火箭航班化也能发射大量的遥感卫星，正如美军国防太空架构包括大量的跟踪层遥感卫星，光学和雷达遥感星的巨型低轨道星座，还将带来战场态势感知的空前优势。
我国长光卫星公司正在建设138颗光学遥感卫星组成的吉林一号低轨道星座，建成后将具备对全球任意地点10分钟重访的能力。预计到2025年还将实现300颗卫星组网，每天能对全球进行一次无死角拍摄。依靠航班化飞行迅速建立数以千计遥感卫星组成的超级星座，重访能力甚至能压缩到1分钟以内。
以隐身飞机为例，它让雷达的探测跟踪能力大打折扣。但隐身飞机并不能够做到光学隐身，在光学遥感卫星的相机下无所遁形。随着低轨道遥感小卫星星座的出现，无论是美国的行星实验室公司的鸽群星座和SkySat星座，还是中国长光公司的吉林一号星座，都曾多次拍摄到飞机起降和飞行的照片和视频。
无论是民航的波音空客客机，还是隐身的F-22战斗机，落入卫星视野后都可以稳定跟踪。一般地说，高分辨率遥感卫星的视野是很狭窄的，美国的SkySat-3小卫星全色分辨率0.65米，卫片幅宽只有5.9千米。更新一代的亚米分辨率卫星，幅宽也基本在十几千米量级。我国2023年8月发射的吉林一号宽幅02A卫星，能向用户更好的提供150千米幅宽，0.5米分辨率的高分辨率宽幅卫片。
即使如此，要实现大范围监视隐身飞机活动也有困难。不过数千颗遥感卫星组成的大型遥感星座，理论上能轻松实现对亚声速甚至超声速飞机的接力跟踪拍摄，彻底撕下隐身技术神秘的面纱。F-22和F-35也好，下一代空中优势战斗机和B-21也罢，在不远的将来都将面对起飞到降落全程被跟踪的困境。这对于未来军事情报活动将带来颠覆性的变化。
“星舰”是一种由“超重”助推器和“星舰”飞船组成的二级完全可重复使用运载器。系统高度121米，直径9米，起飞质量约5000多吨，SpaceX公司号称“星舰”完全重复使用时，也能将100吨至150吨的货物送到近地轨道。一次性使用时运力更是能达到250吨以上，远超于了土星五号重型火箭。
有趣的是，SpaceX公司老板马斯克再次鼓吹，“星舰”要实现24小时周转。这在可预见的未来是天方夜谭，但哪怕实现“猎鹰”9号的周转速度，凭借“星舰”巨大的运载能力，也能为民用市场和战场局势带来更大的影响和冲击。
“星舰”目前已经进行了两次入轨发射试验。2023年4月20日的首次发射中，因为第一级多台发动机关机而失败。2023年11月18日的第二次发射试验，第一级工作相当完美，但随后点火反推返回的过程中，先后出现多台发动机关机的故障；第二级加速到24000英里/小时（6.7千米/秒）后失去遥测信号，被迫自毁。其实第二次试飞距离发射入轨已经相去不远了，只不过要实现第一级和第二级的重复使用，仍然有很长的路要走。
太空能部署的不只是遥感卫星通信卫星等力量倍增器，还有武器。美国冷战期间提出了星球大战等计划，先后考虑了天基激光器，轨道电磁炮和“智能卵石”。“猎鹰”9号火箭只能说勉强具备了部署“智能卵石”的能力。但“星舰”可以部署规模更大的“智能卵石”系统，大型天基激光器系统和天基轨道炮系统，都不再是遥不可及的幻想，至于把核弹头部署到地球轨道上更是小菜一碟。
现代激光器技术一直在升级，单位体积内的包含的能量有了很大提高，未来十年内很可能实现2吨重、兆瓦级高能激光器的实用化。届时使用“星舰”，一次发射数十个天基高能激光器，打造一个数百甚至更多天基高能激光器组成的“天网”，冷战以来人类维持了数十年的战略核平衡，就真要走向终结了。
如果未来美军在地球轨道建成了天基核武器和反导系统，凭借这套攻防兼备的战略系统，将更加变本加厉地推行把霸权主义政策。
美国空军和太空军也在积极研究使用“星舰”运输作战部队，跨洲越洋快速部署作战的概念。星船伞兵曾经是一个科幻概念，但“星舰”实用化尤其是实现航班化定期快速发射后，从天而降的天军陆战队将成为现实。
或许对于具备反导反卫星能力的大国，战时无需担心美国星船伞兵的突袭，但和平时代美国在对峙中快速增兵，仍然是让人倍感头痛的。至于中小国家，面对军政核心集团被“天兵天将”一波带走的可能，威胁更是严重。
总而言之，“星舰”发射系统作为全重复使用、可快速周转航班化发射的重型火箭，在军事上将为美国带来前所未有的战术和战略优势，是未来可能打破战场平衡的游戏规则改变者。
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