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猎鹰重型火箭首飞成功这辆特斯拉要太空漂浮

2019-01-29 20:50:04

猎鹰重型火箭首飞成功!这辆特斯拉要太空漂浮数十亿年

北京时间2月7日04:45分

猎鹰重型火箭首飞成功这辆特斯拉要太空漂浮

,SpaceX旗下的新型火箭,也是现役运力最强火箭——“重型猎鹰”(Falcon Heavy)火箭首飞成功。

“重型猎鹰”火箭是自土星5号(Saturn V)以来,运力最强的火箭。在它首飞前,SpaceX首席执行官、硅谷“钢铁侠”马斯克也非常忐忑。

在自己的个人推特账号上,这位科技“狂人”一改往日的自信,说这只是一次试飞,只要它别在发射台上炸毁,那就算试飞成功。如果发射失败,希望能暴露出更多问题,这样自己才能吸取教训,不断进取。

最终,“重型猎鹰”火箭首飞结果并没有让马斯克失望。

“重型猎鹰”火箭搭载了特斯拉的一款红色跑车

值得一提的是,发射在佛州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心39A发射台进行。“重型猎鹰”的首次飞行将搭载马斯克的一辆红色特斯拉Roadster跑车,车上还会播放1969年戴维·鲍伊的经典歌曲《太空怪人》。这辆跑车将在太空中漂浮数十亿年时间。

1、有两枚火箭芯成功回收

重型猎鹰是一款可重复使用的重型运载火箭。目前,组成重型猎鹰的3枚“猎鹰9”火箭芯中,已有两枚成功降落在位于陆地上的回收平台。另一枚作为主推进器的“猎鹰9”火箭芯,按照计划将在海上进行回收,目前这枚火箭芯的回收情况还没有对外公布。

美中不足的是,计划中原定与助推火箭一道完整回收的主推进段芯级火箭未能成功回收,在航天中心的语音记录中称“失去与芯级的所有联络”,在海上无人平台尝试降落时出现偏差坠入大海导致损毁。Space X和马斯克目前均未就此发表进一步声明。

猎鹰重型火箭采用的是轴对称的助推-芯级-助推 (booster-core-booster)布局,本次未能顺利回收的就是中间的芯级主推进段。

第一辆红色跑车进入太空

“重型猎鹰”的首次飞行还搭载了美国太空探索技术公司首席执行官马斯克的一辆红色特斯拉跑车,跑车上有一位“宇航员”,车上还会不间断播放David Bowie 的成名作《太空怪咖》(Space Oddity),主题正是讲述宇航员与太空飞船的故事。届时,跑车上装有的 3 台摄像头应该会拍车里的假人所看到的宇宙视角。

马斯克说,“一切顺利的话,它们应该会提供非常棒的画面。”如果不出意外,按照马斯克本人的原话,“这辆车会在宇宙中飞行超过 10 亿年。”试想一下,动人的音乐搭配深邃的星空,一幅难得的华章美景。

这辆红色特斯拉跑车上还放着一个穿着宇航服的假人,仪表盘上写着“Don’t panic! (别害怕!)”,马斯克还揭露了另一个车上的小“彩蛋”:车上的一块电路板上印着“由地球上的人类制造”,让人想起了“我的征程是星辰大海”。

在发射后的约8分钟后,第一阶段的两枚助推火箭垂直着陆,成功返回指定地点。这一幕不仅创造了历史,回收助推器也为之后的商业火箭发射降低了成本——要知道先前的助推器都是用完就丢的。

但回到这次发射本身,之所以外界对这枚火箭期待已久,除了闪耀着光环的“SpaceX”和其创始人“马斯克”之外,重型猎鹰火箭自身的超强性能和绝佳的性价比也一举打破了多项世界纪录,使其成为目前人类现役的火箭中运载能力最强的一款。

近地轨道运载能力(LEO):63.8 吨——相当于一架满载乘客的波音 737 客机,比目前纪录保持者德尔塔 IV 重型火箭的 28.8 吨足足提高了两倍还多;

地球同步轨道运载能力(GTO):26.7 吨——相当于二战时英军一辆“玛蒂尔达”II 型坦克;

火星轨道的运载能力:16.8 吨——相当于一台 LAV3 装甲车。

2、现役运力最强火箭首飞

2011年,“重型猎鹰”火箭首次对外亮相。2015年和2016年的一些火箭故障迫使公司推迟发射。在过去几年中,SpaceX一直在更新火箭的目标发射日期;到了2017年年底,又因为美国政府停摆,马斯克暂停了发射。直至2018年伊始,SpaceX才首次公布了一个具体的发射日期。

“重型猎鹰”火箭是自土星5号(又称“农神五号”)运载火箭后,运力最强的火箭,它有可能是将人类送入深太空的最佳选择。

全球运力最强火箭对比

“重型猎鹰”高69.2米,近地轨道载荷达63.8吨,采用芯级并联的结构设计,由三枚经改装的“猎鹰九号”火箭组装而成。运力几乎是现役火箭——联合发射同盟旗下德尔塔4号重型火箭2倍。

“重型猎鹰”的芯一级采用27台发动机,这相当于18架747飞机的推力。这样的设计对发动机可靠性提出了极高的要求。苏联时期研发的N-1火箭,芯一级采用30台发动机,4次发射均告失败。因此,长期以来采用“蜂窝”式发动机构筑大推力系统,是火箭研发的大忌。这也是此次发射中存在的巨大隐患。

猎鹰重型拥有27个发动机

除了运力强劲以外,“重型猎鹰”的发射费用在9000万美元左右,比Delta4号重型火箭低20%左右。

不论是现在“重型猎鹰”还是之前的土星5号、德尔塔4号,美国在重型火箭研究和发射上均领先其他国家。

3、一石二鸟

“这是节约上百万美元的事情,你几乎可以用节约的钱去完成新的项目。我们可以利用它探索更远的太空,例如考虑水星和金星。”科学家、2010年-2012年SpaceX公司独立顾问Alan Stern在接受媒体采访时说。

“重型猎鹰”火箭首飞成功,会给SpaceX带来更多的业务。例如,可以更廉价地将商业卫星发射进入低地球轨道;将旅行者送至月球轨道附近等。

自2011年首次公开亮相后,“重型猎鹰”火箭就进入了美国火箭研究员的视野。据《科学》杂志报道,美国国家航空航天局(NASA)已经开始考虑用“重型猎鹰”火箭来完成自己的欧罗巴快帆任务。

该任务准备将重为3.6吨的探测器,在2022年初发射至木星附近。通过飞掠的方式,探测器将以高分辨率相机拍摄冰月表面,探测大气成分,以及冰月内部和冰层的结构。NASA曾考虑用自己的重型火箭,高近100米的SLS火箭,但SLS的首次测飞已经推迟到了2020年。而且,其每次发射花费在10亿美元。

有了“重型猎鹰”火箭,人类对于火星的探索进程也将加快。SpaceX称,“重型猎鹰”可以运送2至4吨的货物至火星表面,可作参照的是,好奇号重量是1吨左右。这次的“重型猎鹰”火箭试射,给人类开启了更加雄心勃勃的太空探索之路。

天文学家们也表达了对“重型猎鹰”火箭的兴趣。基于“重型猎鹰”火箭的运力,天文学家们正在考虑到2020年,用它来运载约为6.2吨的韦伯望远镜和6.5米的镜面。

蓝色起源给出的运载火箭对比图

尽管“重型猎鹰”火箭受到多方青睐,但它并不是市场唯一的选择。《科学》杂志指出,在接下去的几年时间里,SpaceX将遇到挑战。

它的竞争者不仅有来自NASA的空间发射系统,还有亚马逊创始人贝佐斯的蓝色起源公司。蓝色起源将在2020年首次公布自己的可重复利用的“新格林”号火箭。ULA也在努力研发“伏尔甘”火箭。

“这样的竞争显然会带来更便宜的发射费用,届时不仅政府可以拥有太空项目,私人公司也能在太空有所作为,甚至是大学也可以。”科罗拉多大学航空专家Phill Larson表示。

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