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史上第一枚由私营企业开发 最强运载火箭带跑车飞向火星

2018-02-0803:42:45来源:北京青年报

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带着一辆红色特斯拉电动跑车,世界现役最强大重型运载火箭“猎鹰重型”6日从美国佛罗里达州升空,飞向遥远的火星。这次发射缘何引人注目?火箭牛在什么地方?对全球太空行业影响几何?

当地时间6日15时45分(北京时间7日4时45分),“猎鹰重型”从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心39A发射台腾空而起,拖着熊熊尾焰直入蓝天。1969年,“土星5号”火箭正是从这座发射台升空,首次将人类送往月球。

“猎鹰重型”由美国私企太空探索技术公司研发,第一级由3枚“猎鹰9”的一级火箭捆绑而成。发射约8分钟后,它两侧的助推器同时在发射场附近陆地回收成功,但中间的火箭芯级落入海中,没能按计划降在回收船上。

目前,火箭第二级正飞向地球与火星间的椭圆形绕日轨道。

“猎鹰重型”携带了一辆红色特斯拉跑车,车上播放着1969年登月那年戴维·鲍伊演唱的经典歌曲《太空怪人》。跑车里有一个身着黑白色太空服的假人,仪表盘上用英文写着“别惊慌”,而车辆电路板上印着“由人类在地球制造”。

在发射成功后的记者会上,谈到“跑车上天”时,太空探索技术公司创始人埃隆·马斯克说:“也许有一天外星人会发现这辆车,这些家伙们会怎么想呢?”

“猎鹰重型”一级共有27个发动机。历史上,只有“土星5号”登月火箭的运力比“猎鹰重型”更强;在现役火箭中,排名第二、属于联合发射联盟的“德尔塔4”重型火箭的运力只有“猎鹰重型”的约一半,而发射成本是“猎鹰重型”的3倍。

“猎鹰重型”也是一款可重复使用的运载火箭,可将约64吨有效载荷(相当于一架满载的波音737飞机)送入近地轨道。根据不同的载荷重量,“猎鹰重型”火箭的发射所需资金在8000万美元至1.25亿美元之间。火箭从一开始就按照载人标准设计,有潜力将宇航员送上月球甚至火星。

马斯克说,“猎鹰重型”具有可回收、成本低等特点,如果取得成功,将给火箭市场带来深远影响。

释疑

这场成功首秀有多难?

“猎鹰重型”的成功首秀其实没看上去那么容易。首先,该火箭有27个发动机并联工作,出问题的概率很大,所以马斯克才一直强调,火箭有可能在发射台上爆炸,只要升空就算成功。

其次,3枚“猎鹰9”火箭组成的第一级在飞行中可能产生共振,导致火箭结构出现问题;而上面级火箭外层可能结冰,冰块可能像“炮弹”一样落在两侧的箭锥上。

第三,火箭上面级将经过地球上空的范艾伦辐射带,大量辐射和高能粒子可能会破坏火箭系统。

因此,在发射后记者会上谈到感受时,马斯克表示自己感觉不太真实。

尽管存在巨大风险,“猎鹰重型”的独特架构也有着其他重型火箭无法比拟的独特优势。首先,重型火箭使用频率相对较低,“猎鹰重型”可以在需要时利用“猎鹰9”火箭改装,而太空探索技术公司的主要竞争对手联合发射联盟就不得不同时维持“宇宙神5”型和“德尔塔4”重型两种火箭,所以“猎鹰重型”可能减少了一些维护费用。

其次,“猎鹰9”以第一级可回收著称,“猎鹰重型”把这一特点提升到了一个新高度,从而有望大幅降低进入太空的成本。此次发射中,虽然中间的火箭芯级落入海中,但距回收无人船仅有100米,而两侧的助推器同时在发射场附近的陆地上回收成功。太空探索技术公司目前为“猎鹰9”定的发射价是6200万美元,而“猎鹰重型”是9000万美元。

鉴于“猎鹰重型”的研发投入只有5亿美元,而且可重复使用,美国火星学会发表声明说:“这是一场革命。”

新太空竞赛要开始了?

此次首飞中,“猎鹰重型”还带着一辆红色特斯拉跑车。马斯克自己形容,这事干得“傻乎乎但又有趣,但傻而又有趣的事件很重要”。也许这种与众不同的思维,正是这位科技“狂人”累累有惊人之举的缘故吧。

至少在火箭上,马斯克不满足于只拥有“猎鹰9”和“猎鹰重型”。他在发射前电话记者会上透露,“猎鹰重型”还能再捆绑两枚“猎鹰9”火箭,组成“猎鹰超重型”火箭,从而有更大的运力。另外,太空探索技术公司接下来将重点研制“大猎鹰火箭”,用于载人。

马斯克认为,他将能以不比“猎鹰9”火箭贵很多的价格提供超重型或接近超重型火箭的运力,并很自信地说:“如果它取得成功,其他重型火箭就没戏了。”

美国商业太空飞行协会主席埃里克·斯托默发表声明称赞,“猎鹰重型”的成功首飞“代表着太空探索技术公司和商业太空行业的一个重要里程碑”,为2018年的商业太空飞行开了一个好头。

在太空探索技术公司之外,美国航天局正在研制太空发射系统“大推力运载火箭”,亚马逊公司创始人杰夫·贝索斯创建的蓝色起源公司计划推出“新格林”火箭,联合发射联盟正在打造新一代“火神”火箭,其他一些航天大国也都有自己的大推力火箭发展计划。

马斯克在发射后记者会上说,希望“猎鹰重型”的试飞将鼓励其他公司和国家发展更强大的火箭。

“我们需要一场新的太空竞赛,”他说,“竞赛令人兴奋。”

背景

“猎鹰重型”和“猎鹰”火箭家族

太空探索技术公司由马斯克于2002年创建,总部位于加利福尼亚州,是美国商业航天的代表性企业。2017年,美国全年实现29次太空发射,其中太空探索技术公司就占18次,全都取得成功。

此次发射的“猎鹰重型”是太空探索技术公司研制的“猎鹰9”火箭的升级版,与已退役的“猎鹰1”火箭一起,三种火箭构成了太空探索技术公司的“猎鹰”火箭家族。它的发射之所以引人注目,在于它填补了太空探索技术公司的两项不足,即进入地球同步轨道的能力和飞出地球之外的载人探索能力。这两个领域都需要大推力火箭。

可能有人有疑问:为什么从“猎鹰1”直接跳到了“猎鹰9”,中间的2到8呢?原来这里的数字与每种火箭的发动机数量有关。

“猎鹰9”火箭的第一级有9个发动机;而“猎鹰1”是使用液态氧和煤油作为燃料的两级运载火箭,每级各有1台发动机。拥有3次失败发射经历的“猎鹰1”号于2008年首次成功发射,从而成为历史上第一枚由私营企业开发的运载火箭。

2009年7月14日,“猎鹰1”火箭把马来西亚卫星成功发射升空并送入预定轨道,标志着太空探索技术公司迈出商业发射的第一步。随后,“猎鹰1”火箭退役,其继任者“猎鹰9”火箭登场。

“猎鹰9”火箭是太空探索技术公司研制的可回收的两级中型运载火箭,设计用于发射卫星和该公司的“龙”系列飞船。2010年6月4日,“猎鹰9”火箭完成首次发射,并将“龙”系列飞船的一个模型送至相应轨道。

2015年12月21日,“猎鹰9”火箭完成首次回收,由此开启了廉价太空发射时代。迄今,“猎鹰9”火箭第一级已成功实现20余次回收。

此外,据美国航天局透露,太空探索技术公司今年还将利用“猎鹰9”火箭实施载人首飞测试,发射载人“龙”飞船。载人“龙”飞船将于今年第二季度实施一次不载人示范飞行,同样将前往国际空间站。之后,该飞船将于第三季度进行第一次载人示范飞行,携带两名美国宇航员往返国际空间站。

责任编辑:唐冰清()

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