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SpaceX新计划:猎鹰重型火箭将被新火箭取代

漫步宇宙  · 公众号  · 2018-02-13 22:19

2月7日凌晨,美国当地时间下午3时45分,“猎鹰”重型火箭在佛罗里达州肯尼迪航天中心首发成功。据现场记者报道:SpaceX公司还将继续进行更多的火箭发射、研发更强大的火箭、进行更为先进的深空探索。

记者们在猎鹰重型火箭首发现场报道:SpaceX公司还将继续进行更多的火箭发射、研发更强大的火箭、进行更为先进的深空探索。


2月7日凌晨,美国当地时间下午3时45分,猎鹰重型火箭的27个引擎同时点火,从佛罗里达州肯尼迪航天中心39A发射台发射升空。发射8分多钟后,两侧的火箭推进器降落在发射场附近的陆地回收地点。SpaceX太空探索技术公司在猎鹰重型火箭的首次发射中取得了巨大的成功。


按照原计划,重型猎鹰火箭的中央助推器本应着陆于该公司位于大西洋的一个无人浮动平台上。但是,助推器上三个引擎只有一个正常工作,导致中央助推器以480公里/小时的速度落入水中,摔成碎片。虽然巨大成功之中稍有瑕疵,但这次精彩的发射成功地展示了猎鹰重型火箭的巨大本领,该火箭拥有一流的推进力,能够运载一流的有效载荷。


那么,私营太空飞行企业--SpaceX太空探索技术公司的下一步又会干些什么呢?这个问题的答案分为三个部分,每一部分都将涉及SpaceX太空探索技术公司当前及将来的火箭研制及发射工作。当然,该公司未来的工作计划肯定会重点关注猎鹰重型火箭。


猎鹰重型火箭的部分组件来自于猎鹰9号火箭,猎鹰9号是SpaceX太空探索技术公司所拥有的一枚极为可靠的运载火箭,也是该公司目前正在创造利润的项目。埃隆·马斯克于2017年宣布,SpaceX太空探索技术公司还将研发大型猎鹰火箭。该公司将于近期尽量在猎鹰9号火箭及猎鹰重型火箭这两个项目中寻找恰当的平衡,直至大型猎鹰火箭完成研发准备发射。


猎鹰重型火箭


SpaceX太空探索技术公司的首席执行官埃隆·马斯克称:“猎鹰重型火箭可能要到3-6个月之后才会进行下一次发射。”马斯克说,猎鹰重型火箭的发射工作节奏取决于两件事情,第一件是SpaceX太空探索技术公司生产火箭中央推进器的速度,第二件是客户的需求。


猎鹰重型火箭的外侧推进器是由猎鹰9号火箭加装了火箭鼻锥体后制造而成的,较为容易生产制造。猎鹰重型火箭的中央推进器使用与猎鹰9号火箭相同的火箭引擎,但中央推进器的金属外壳及火箭机身在每一次发射飞行之后都要进行升级维护,这一工作较为复杂。


因此,马斯克说,猎鹰重型火箭进行发射飞行的次数严重依赖于中央推进器的金属外壳及火箭机身的生产速度。


考虑到猎鹰重型火箭的外侧推进器与中央推进器之间仅只存在以上不同之处,马斯克说,我们能够以很快的速度生产制造猎鹰重型火箭。无论客户需要多少火箭,我们都将能够如数提供。


尽管这种需求目前还难以分析预测,但该公司2018年的火箭发射计划中已经包括了,为沙特阿拉伯发射一颗大型通信卫星,为美国国防部发射一项测试有效载荷。马斯克于上周重复强调过,猎鹰重型火箭每年都将进行数次发射。


“猎鹰重型火箭的成功发射是一个激动人心的事情,这枚新型运载火箭将有效载荷的最大重量提升了一个档次,”他说:“它的运载能力比世界上其他火箭的运载能力还要大两倍以上,可以帮助客户更为便利地进行空间发射活动。猎鹰重型火箭还能够将有效载荷直接发射到冥王星及其以外的宇宙空间。无需接力,直接到达。”


同时,SpaceX太空探索技术公司也正在检查维修导致猎鹰重型火箭中央推进器回收着陆失败的故障问题。马斯克说,按照计划,猎鹰重型火箭的每一次发射飞行工作将至少回收三个推进器中的两个,如果能够做到成功回收全部三个推进器就更加完美了。本次发射回收工作的第3次着陆过程中,猎鹰重型火箭中央推进器发生故障导致着陆失败,SpaceX太空探索技术公司经认真检查分析,目前已经查出了故障原因。中央推进器的成功着陆需要9个引擎中的3个引擎正常工作,但在着陆过程中,仅有一个顺利点火启动。这就是着陆失败的原因。


本次猎鹰重型火箭发射飞行过程中使用过的所有组件,不会再次用于下一次发射飞行。本次猎鹰重型火箭发射飞行过程中使用过的外侧推进器属于可重复使用组件,已经在之前的猎鹰9号火箭发射过程中顺利使用并成功回收,这些外侧推进器将做退役处理,不再用于下一次猎鹰重型火箭发射。马斯克在本次发射之后召开的一次新闻发布会上说,这些外侧推进器采用的是猎鹰9号火箭的旧版本架构,该公司已经决定,在今后的发射工作中,仅采用属于猎鹰9号火箭的最新版本架构的外侧推进器。因此,无论下一次发射将于何时进行,届时,猎鹰重型火箭发射将使用全新的中央推进器及外侧推进器。


但是,该公司有可能会重复使用栅格翼。栅格翼是一种较少采用的气动面装置,用于为飞行器提供姿控力、力矩。栅格翼与传统弹翼相比,受到的铰链力矩较小,只要小功率的伺服机构就可以转动,可以为火箭提供更大的操纵力矩,提高火箭的机动性,便于折叠,折叠后所占的空间更小,可以沿径向向前收起,发射后直接由空气阻力打开。猎鹰重型火箭的每一个推进器顶端都安装了这种由众多薄的栅格壁镶嵌在边框内组成的新型弹翼,栅格翼能够帮助引导火箭安全着陆。


马斯克在本次发射之后召开的一次新闻发布会上谨慎地说,本次发射能够成功回收这些栅格翼让他非常高兴。他说,SpaceX公司在制造这些栅格翼的工作中使用了昂贵的钛金属,制造过程花费了很长的时间。“栅格翼的制造成本极为昂贵,”他说:“这是最需要进行回收的重要组件。”


我们想要进行一次全新的太空竞赛。

比赛让我们感到刺激。


在表示了还将进行更多的发射之后,马斯克说,他希望猎鹰重型火箭的首次成功发射能够激发更多的太空竞赛。在本次发射之后召开的一次新闻发布会上,马斯克说,SpaceX太空探索技术公司在猎鹰重型火箭的研发工作中耗费了5亿美元的自有资金。虽然5亿美元是一笔很大的费用,但同其他耗资数十亿美元的知名运载火箭相比,5亿美元也就不算什么大钱。“我认为,猎鹰重型火箭耗资较少及成功发射,将鼓励其他国家和公司跳出井底,不做青蛙,我希望其他国家和公司能够开阔心胸,展开视野,同SpaceX太空探索技术公司展开竞争,我也祝愿他们能够做得更好,”他说:“我们想要进行一次全新的太空竞赛。比赛让我们感到刺激。”

 

猎鹰重型火箭正在飞行


大型猎鹰火箭


目前看来,猎鹰重型火箭的研发计划已经落后于马斯克雄心勃勃的火星计划,其原因在于,猎鹰重型火箭将要被新的火箭所取代。马斯克于2017年秋季宣布了一项关于大型猎鹰火箭的最新计划,大型猎鹰火箭是一种新型运载火箭,能够将大型宇宙飞船送入太空。大型猎鹰火箭的设计用途是将数百人送上月球或登陆火星,但马斯克建议,该种火箭同样可以用于地球轨道的快速发射。

 

人类火星基地的概念设计图

 

麻省理工学院提供的另一个火星基地设计方案


马斯克说,在新型火箭的设计结构宣布之后,SpaceX太空探索技术公司将把所有资源投入到大型猎鹰火箭的研发工作之中,大型猎鹰火箭投入使用之后,公司最终将终止生产猎鹰重型火箭及猎鹰9号火箭。马斯克于上周在佛罗里达再次重申了这一决定。他说,SpaceX太空探索技术公司甚至会放弃使用猎鹰重型火箭进行载人飞行的计划,转而使用大型猎鹰火箭承担载人太空飞行任务。


按照原来的计划,SpaceX太空探索技术公司将使用猎鹰9号火箭把宇航员乘坐的龙宇宙飞船送入太空,该公司同时也打算将猎鹰重型火箭用于发射龙宇宙飞船。SpaceX太空探索技术公司正在计划着开展多项任务,其中一项就是要使用猎鹰重型火箭将两名付费的太空旅行者送入环绕月球的轨道进行飞行,这项旅行计划的时间大概是2018年的晚些时候。从目前的情况看来,该公司已经着眼于使用猎鹰重型火箭运载宇航员进行类似的月球飞行。


大型猎鹰火箭研发完毕之后,SpaceX太空探索技术公司将会用其代替猎鹰重型火箭完成部分发射任务。


马斯克于上周表示,大型猎鹰火箭的研发工作推进速度很快,SpaceX太空探索技术公司很有可能会将一些计划中的任务转给大型猎鹰火箭进行发射。这就意味着,猎鹰重型火箭没有必要再去申请载人太空发射的相关审批,这些审批程序极其耗费时间。


马斯克说,按照目前的工作进展情况,SpaceX太空探索技术公司将于2019年在位于得克萨斯州布朗斯维尔的新建测试基地中,对大型猎鹰火箭进行一次短程飞行测试。这种测试非常类似于猎鹰9号火箭的最早阶段测试,火箭在测试工作中仅只简单地进行数百米的飞行。


马斯克很有信心地在新闻发布会上表示说,SpaceX太空探索技术公司将在3-4年之内对大型猎鹰火箭进行地球轨道飞行测试。马斯克所说的这个时间表,同他于2017年第一次宣布的大型猎鹰火箭研发工作计划是一致的。但是,马斯克在自食其言、拖延耽误方面已经是臭名昭著了,他自己也承认说,他计划中的一些目标确实有点太过于志存高远了。同时,即便测试工作一切顺利,该公司于2018年实现载人太空旅行的计划仍然会发生延迟。

 

猎鹰重型火箭正在进行发射


马斯克说,如果SpaceX太空探索技术公司在使用大型猎鹰火箭完成这些雄心壮志方面存在困难,如果无法按期完成预定目标,公司将转而使用猎鹰重型火箭来完成载人航天发射任务。“接下来,我们会认真审视大型猎鹰火箭的研发工作进度,”马斯克说:“如果研发工作耗费的时间超过了预期的限度,那么我们会改变计划,使用猎鹰重型火箭将龙宇宙飞船送入月球轨道,我们也有可能继续使用猎鹰重型火箭完成其他载人航天任务。”


猎鹰9号火箭及龙宇宙飞船


SpaceX太空探索技术公司是一家私营商业太空飞行企业,既然是一家私营企业,就必须要能够赚钱。该公司使用猎鹰9号火箭获得了大量利润,在2017年,猎鹰9号火箭进行了18次成功发射,这也是该公司发射数量最多的火箭型号。SpaceX太空探索技术公司2018年的火箭发射计划更是野心十足。


其中的很多火箭发射任务将把人造卫星或国际空间站的货物送入外层空间。最为引人瞩目的发射任务是,运送宇航员往返于国际空间站。首先,该公司将使用猎鹰9号火箭完成一次展示性太空飞行任务,该次发射将把无人搭载的载人龙宇宙飞船送入太空。按照计划,这次发射将在2018年中期进行。


猎鹰9号火箭仍然是该公司的主力运载火箭,该火箭在短期之内还不会退出现役。


如果测试工作进展顺利,美国国家航空航天局(NASA)的宇航员将于2018年年底乘坐龙宇宙飞船搭载猎鹰9号火箭飞向太空。但是,该载人航天任务也很有可能会出现延误。美国审计总署最近发布的一个报告称,因为安全方面的考虑,SpaceX太空探索技术公司在2019年晚些时候之前,尚不会获得批准帮助NASA将宇航员发射升空。

 

与国际空间站相连的龙太空货运飞船


到今年为止,SpaceX太空探索技术公司使用猎鹰9号火箭完成发射任务已将近8年了,在此过程中,该公司一直在对猎鹰9号火箭进行着相应的升级工作,使得该型号火箭的运载能力提高了一倍还多。SpaceX太空探索技术公司将在2018年发射猎鹰9号火箭的最后升级版本--猎鹰9号布洛克5型火箭,布洛克5型火箭的运载能力差不多相当于猎鹰9号火箭最初版本的三倍还多。猎鹰9号布洛克5型火箭也将被用于宇航员运载任务。马斯克说,不久之后就会发射猎鹰9号布洛克5型火箭,把用于载人太空飞行的龙宇宙飞船送入太空。


人们在2018年还将看到,该公司会继续对覆盖运载火箭有效载荷的火箭鼻锥体整流罩进行回收。最近,SpaceX太空探索技术公司对火箭组件回收舰船进行翻新维护,这些舰船装备了巨型金属臂,用于打捞发射之后溅落于大洋中的火箭整流罩,马斯克说,这些金属臂就是舰船执行回收任务的捕捞器。马斯克还表示说,SpaceX太空探索技术公司将使用该舰船打捞在返回地球过程中溅落于大洋中的龙宇宙飞船。

 


SpaceX太空探索技术公司还有

哪些发展计划?


在今后数年内,SpaceX太空探索技术公司还将完成一系列野心勃勃的目标任务。该公司计划加快运载火箭发射的节奏,将目前每个月一次还多的发射频率提得更高,开始执行运载宇航员前往国际空间站以及环绕月球飞行的任务,完成大型猎鹰火箭的研发及测试工作,确保大型猎鹰火箭能够为马斯克实现殖民火星的目标铺平道路。目前的计划安排已经非常繁忙,但是,这些都还仅仅是该公司整个发展前景的一部分。


马斯克想要极大地影响人类的太空事业


SpaceX太空探索技术公司正在计划着载人登月计划及登陆火星计划,该公司需要向人们展示更多的工作进展,以便人们真正认为该公司能够实现这些目标。该公司已经向公众展示了月球及火星基地的漂亮设计图,但公众还需要得知更多确确实实的细节,人们才能够被说服,才能够相信,马斯克确实能够在月球及火星上建造人类的殖民地。


关于这些雄心勃勃的计划,存在着一些极为重要的问题,马斯克如何才能够让宇航员免于遭受宇宙辐射的伤害?宇航员如何才能够在漫长的太空飞行中活下来?马斯克经常回避别人问到的这些问题。更大的问题是,宇航员如何才能够在火星上长时间生活?此外更为重要的是,人们尚不清楚,马斯克将如何为整个远大的计划筹集资金。


更不清楚的另一个问题是,美国最近发生的政治形势变化可能会对马斯克的这些太空计划造成影响。马斯克仍然表示说,他的最终目标是使人类成为能够在行星际进行生存、迁徙、繁衍、发展的物种。

但是,唐纳德·特朗普总统签署的太空政策法令却将美国的太空计划焦点定位于月球。

 

美国计划建设的“深空之门”空间站,该空间站将环绕月球飞行


唐纳德·特朗普总统及麦克·彭斯副总统均通过推特向马斯克就猎鹰重型火箭的成功发射表示了祝贺,马斯克也很快地向两位领导人表示了感谢。SpaceX太空探索技术公司在获得成功的道路上得到了美国国家航空航天局(NASA)的大力帮助,NASA在SpaceX太空探索技术公司成立之初就成为了该公司的客户,NASA向该公司提供了大量的资金及技术支持。该公司非常明显地希望,与NASA的合作关系在短期内不要发生变化。


但在接下来的工作中,有一件事情是肯定要发生的,那就是,SpaceX太空探索技术公司的部分太空计划可能要稍微做出调整。大家都知道,埃隆·马斯克经常会延长或延误相关计划的截止时间,他有时候还会推翻整个计划。


但是,埃隆·马斯克在这一过程中创造的最终结果,往往会是极为惊人的成就和壮举。


来源:https://www.theverge.com

译者:朱川

责编:高佩雯


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