现役运载火箭之王 蓄势待发

2018年02月05日 17:24:33 | 来源:信息时报

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  1月27日,美国太空探索技术公司说,世界现役最强大的重型运载火箭“猎鹰重型”计划2月初首次试飞,将把一辆特斯拉电动跑车送上天。

  “猎鹰重型”是上世纪60年代“土星5号”登月火箭以来运载能力最强的火箭,除了载货,还具有执行载人发射任务的潜力,其特点还在于可重复回收使用,大大降低飞行成本。

  “猎鹰重型”

  高度:约70米,近20层楼高

  宽度:约12.2米

  有效载荷:54吨,相当于一架满载的波音737飞机

  发动机:27个

  推力:227万公斤,相当于18架波音747飞机推力的总和,是“土星5号”登月火箭以来运载能力最强的火箭

  发射地点:卡纳维拉尔角

  曾见证多项历史

  太空探索技术公司和特斯拉公司首席执行官埃隆·马斯克当天在社交媒体上表示,计划“2月6日在(佛罗里达州)卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心39A发射台进行‘猎鹰重型’的第一次飞行。”

  在美国航天发展历史中,这一发射台具有重要意义。1969年,“土星5号”火箭从这里首次将人类送往月球;2011年,航天飞机“阿特兰蒂斯”号最后一次从这里升空,标志着为期30年的美国航天飞机项目正式画上句号。

  上月初,太空探索技术公司的“猎鹰9”火箭也从这一发射台升空,为美国政府发射神秘间谍卫星“祖马”,结果,“猎鹰9”火箭的第一级成功回收,“祖马”却未到达预定轨道,很可能“丢失”了。这次的卫星发射失败给太空探索技术公司带来了压力,使得“猎鹰重型”的发射更受关注。

  太空探索技术公司渴望着增加在国防工业方面的订单,目标客户尤为关心公司的可靠程度。原因很简单,一旦发射失败,损失惨重。举例来说,“祖马”据称价值超过10亿美元。

  首飞火箭

  由一新两旧火箭芯组成

  3枚第一级都能回收

  “重型猎鹰”号称全球运载能力最大的火箭,在“猎鹰9”火箭基础上研发,第一级含3枚“猎鹰9”火箭芯。“猎鹰9”自2012年起成为美国航天局(NASA)的商业轨道运输服务平台,执行了许多次搭载“龙”飞船前往国际空间站的太空运输任务。

  和“猎鹰9”一样,“猎鹰重型”也是一款可重复使用的运载火箭。

  这枚将要首飞的“重型猎鹰”,由一枚全新升级改造的“猎鹰9”中央芯级和两枚回收翻新过的“猎鹰9”助推器组成。

  两侧的助推火箭将在升空后数分钟后分离,然后返回卡纳维拉尔角空军基地,降落回收。

  中央芯级将继续飞行,第一级与第二级分离后执行返回操作,降落在大西洋的回收无人船上,第二级则继续送特斯拉电动跑车前往深空。

  传统火箭都是一次性使用,一旦能够回收重复使用,将大大降低发射成本,太空探索技术公司因此引人注目。

  好事多磨

  两次爆炸事故干扰其进度

  太空探索技术公司已在航天发射领域创造了不少奇迹,粉碎了此前人们观念中私营航天公司能力不足的想法。

  早在2011年,马斯克就披露了“猎鹰重型”的存在,当时他说,这一火箭最快将在2013年首飞。随后由于种种原因,“猎鹰重型”被搁置。

  令人没想到的是,2015年6月28日,一枚“猎鹰9”火箭在为国际空间站发射货运飞船时发生爆炸;2016年9月1日,一枚“猎鹰9”进行静态点火测试时发生爆炸。这在某种程度上干扰了“猎鹰重型”的进度。

  随后又是一系列推迟:2017年6月,马斯克表示,2个月至3个月内火箭将在发射台集结,集结后的一个月就能发射;随后发射又改于11月,以对应“土星5号”首飞50周年;10月底口径又变了,改为12月20日;随着时间步步推近,官方最终消息称推迟到2018年1月。

  一步之遥

  已完成静态点火测试

  在经过多次推迟后,“猎鹰重型”已于1月24日完成了静态点火测试,27个引擎向地面喷出白烟,时间持续约10秒。静态点火测试后不久,马斯克表示,测试效果很好。

  静态点火测试是太空探索技术公司火箭发射前例行测试。简单说来,就是用固定装置把火箭“锁”在发射台上,对一子级发动机进行点火,以测试其可靠性,其好处是更接近于实际飞行,可以确定发动机的状态。

  静态点火测试完成,则为首飞奠定基础,意味着距离首飞仅“一步之遥”。

  性价比高 运载能力强 发射成本低

  “猎鹰重型”的发射成本每次约为9000万美元,比“猎鹰9”贵了大约45%。这个数字没有计入回收再利用带来的成本节约。

  相较之下,美国军方“御用”航天公司联合发射联盟公司制造的“德尔塔-4”重型运载火箭的发射成本,据称高达4亿美元每次,而运载能力仅为“猎鹰重型”的一半。

  或许这就是为何,“猎鹰重型”如此受市场看好,目前,它已经被3家分别来自沙特、英国和美国的公司看好,将在首飞成功后为其执行发射通信卫星的任务。

  潜力很大 可载人飞往月球或火星

  “猎鹰重型”从一开始就按照载人标准设计,具有执行月球或火星载人发射任务的潜力。

  2017年初,太空探索技术公司曾表示,有两名神秘的太空旅客已交了定金,将搭乘“猎鹰重型”进行环月旅游。当时,该公司称,这一太空旅游预计在2018年成真。随后该公司并没有进一步说明或更新。

  根据马斯克此前公布的火星探索计划,太空探索技术公司首先将在2018年向火星发射一艘货运飞船;之后在2024年发射载人航天器,2025年抵达火星。

  搭载货物 太空跑车 将在深空飞10亿年

  此前,马斯克曾透露,“猎鹰重型”的首次飞行将搭载他自己的一辆红色特斯拉Roadster跑车,车上还会播放1969年戴维·鲍伊的经典歌曲《太空怪人》。

  据悉,这辆跑车的目的地将是火星轨道,如果发射途中不爆炸,它估计将在深空中待上10亿年之久。

  首次发射

  地点:肯尼迪航天中心LC-39A发射工位

  回收:两枚助推器返回陆地着陆场,芯级着陆海上回收驳船。

  载荷:红色特斯拉Roadster跑车

  太空运力之争白热化

  首飞成功后,“猎鹰重型”火箭或将称霸太空一段时期,将它的纪录保持到NASA的太空发射系统首射之前。

  太空发射系统之所以被称为“巨无霸”,是因为从公布的数据来看,它才是史上最强的运载火箭。其第一阶段以70吨~110吨的任务为主,之后会发展出130吨的货舱型载荷任务,最终运载能力将达到143吨甚至165吨。除了前所未有的体型和载荷,该火箭也将成为NASA载人火星任务的一部分,并以此铺就未来探索深空之路。不过,太空发射系统首飞时间约在2028~2029年。

  而亚马逊创始人杰夫·贝索斯旗下的蓝色起源公司,也会在这场较量中掺上一脚——他们不久前为一种完全可重复使用的火箭引擎BE-4成功点火,这是美国近20年来诞生的最强大引擎,将用于该公司的“新格林”轨道火箭。美国联合发射联盟正在研制的“火神”重型火箭。

  而马斯克也在去年10月表示,计划将开发全新可重复使用的超重型火箭“BFR”,并称BFR未来将用于执行载人登陆火星的任务。

  太空探索技术公司在2016年9月的火箭爆炸事故后,有人认为该公司至少3年内无起色,但该公司从2017年初开始凭借一系列回收再利用的纪录刷新了人们的认识。毫无疑问,2018年及可见的未来,NASA、太空探索技术公司与蓝色起源公司之间的“太空运力大战”,只会愈演愈烈。

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