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埃隆•马斯克的猎鹰重型运载火箭发射成功

2018-02-07 游溪 编译 世界科学



猎鹰重型运载火箭从肯尼迪航天中心起飞


2018年2月7日,SpaceX公司成功发射了目前世界上最强大的火箭。火箭上搭载着SpaceX 公司首席执行官——埃隆•马斯克(Elon Musk)私人拥有的樱桃红色特斯拉敞篷跑车,这辆跑车也成为第一辆进入太空的汽车。不仅如此,一个身着SpaceX公司宇航服的“驾驶员”——Starman(一个假人)以非常酷炫的方式坐在驾驶位上。车子会不间断的播放 David Bowie 的一首经典音乐作品《太空怪人》(Space Oddity),届时,跑车上装有的3台摄像头将拍摄下车里的假人所看到的各种视角。



马斯克说:“特斯拉汽车将飞离地球4亿千米的高空处,以11千米/秒的速度运行。预计它在那个轨道上运行达10亿年之久。这辆跑车的最终目的地将是火星轨道。如果发射的所有阶段都成功的话,特斯拉和它的乘客将围绕着太阳的椭圆轨道,直达火星。”


在十几万人的见证下,猎鹰重型运载火箭发射成功。但马斯克特地强调了此次发射的种种困难。


2011年4月份,马斯克通过寥寥几位记者向世界宣告了“他想要造出猎鹰重型运载火箭”的疯狂想法,并计划于2013年发射。然而,直到2018年,才兑现了他当初的承诺,而且他承认,发射不成功的概率也是非常大的。马斯克甚至做好备案,如果出现技术故障,将再星期三再试发一次,然而现在已经发射成功。


毕竟让27个发动机一起点亮并控制它们是件相当不容易的事。确实,这很容易让外界联想到当年苏联N1登月火箭通过30台发动机发射火箭到近地轨道上的计划,当时四射四败,苏联的登月计划也因此而草草收场。


马斯克表示,一个名为BFR的火箭正在研发过程中,它将通过31台发动机发射。



猎鹰重型运载火箭的优势

猎鹰重型运载火箭主要是由三个SpaceX猎鹰9号运载工具捆绑在一起,但绝不只是简单捆绑在一起,需要进行一系列相应的改变,例如,形成一个强化的中央核助推器(central core booster)。


猎鹰重型运载火箭起飞时,27台梅林1D发动机同时工作,可以实现高达2 280多吨(23 000千牛顿)的起飞推力,这样的推力几乎是当前最强火箭推力——Delta IV重型火箭(Delta IV重型火箭由其竞争对手联合发射联盟——United Launch Alliance运营)2倍之多。


猎鹰重型运载火箭将在近地轨道运行,运载能力高达64吨,这就像在太空中放置5辆伦敦双层巴士。

各类火箭有效载荷比对



猎鹰重型运载火箭的应用前景

来自空间咨询公司——Euroconsult的瑞秋•卫兰(Rachel Villain)表示:“目前的卫星基本都超过6吨,而此次发射的重型火箭发射到地球同步运行轨道(geostationary transfer orbit,GTO)运载能力是8吨。要不是这个火箭设计成能回收利用,否则其运载能力估计能达到20吨,若这样的话,将能运载更多东西了。”


然而,该火箭不只是为了实现更大运载能力,因为SpaceX公司需要在发射之后回收火箭助推器,而燃料的限制,不得不放弃一些功能尝试。但火箭展示如此巨大的推力,开启了一些新的可能:


  • 美国情报部门和军方此前一直受限于现有火箭的性能和表现,此次试飞成功,为他们需要更大火箭提供了可能。

  • 为马斯克提议的、全球互联网通讯使用的大批量卫星的发射提供可能。其中两个是大型通讯微信,必须发射到离地球3.6万千米的轨道上运行。

  • 为探访火星、木星、土星等行星提供可能,甚至可以探访它们的卫星。

  • 使架设大型望远镜成为可能。例如,哈勃的继任者——詹姆斯韦伯望远镜在2019年发射时必须能像折纸一样折叠起来。


卫兰补充道:“猎鹰重型运载火箭未来主要服务美国政府和一些私人卫星,当然,我这里的美国政府还不包含NASA和美国国防部,因为SpaceX公司已经是美国国防部的供应商了。”

猎鹰重型运载火箭的结构



美国政府在研的发射火箭怎么办?


假如猎鹰重型运载火箭开始工作的话,将会使美国国防战略和布局上产生一些棘手问题。


即使NASA确实能为猎鹰重型运载火箭的超运载能力找到一些用武之地,别忘了,NASA自己也正在开发一些超级火箭。它自研的太空发射系统(Space Launch System ,SLS)的运载能力将会远超此次的猎鹰重型运载火箭,达70吨,但成本估计会超过重型猎鹰10倍——猎鹰重型运载火箭每次发射成本9 000万美元。 


许多评论人员已经在质问国会,一个更便宜的可替代产品已经出现,为什么还要花费额外投入去生产SLS?


而实际上SpaceX公司还不是唯一一家开发低成本、商业化火箭的公司。例如,亚马逊的首席执行官杰夫贝佐斯正在研制一种他称之为“新格伦”(New Glenn)的火箭,该火箭应该能够在近地轨道上承载45吨。他甚至表示,还要研发一些更强大的版本,叫做“新阿姆斯特朗”(New Armstrong)。


参考文献:

http://www.bbc.com/news/science-environment-42950957



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