SpaceX星际飞船安装首台猛禽发动机,期待新一轮

来源:http://www.mypv3.com 作者:js333vip.com 人气:161 发布时间:2019-08-28
摘要:马斯克拟明年试飞火星飞船 承认预期有时稍乐观 下一个焦点:“猎鹰重型”火箭干啥? 重型猎鹰火箭首飞升空。图片来源:SpaceX 了解“空叉”的人一定知道,“可重复使用的猎鹰9火

马斯克拟明年试飞火星飞船 承认预期有时稍乐观

下一个焦点:“猎鹰重型”火箭干啥?

js333vip.com 1重型猎鹰火箭首飞升空。图片来源:SpaceX

了解“空叉”的人一定知道,“可重复使用的猎鹰9火箭”的成功是建立在连续不断的失败又改进基础上的。从离地悬停到飞到几十米、几百米、几千米再返回地面,从一枚小小的“蚱蜢火箭”到现在的高性价比全功率版可复用火箭,SpaceX用了足足近10年的时间。现在,面向未来和深空的“星际飞船”又要开始蹒跚学步了,在完成了两次发动机点火后,按照马斯克之前的承诺,预计将在6月份进行首次试飞──“试跳”。

美国太空探索技术公司创始人埃隆:马斯克11日说,这家企业建造的火星飞船最快将在2019年短程试飞。

北京时间2月7日凌晨4时45分左右,美国太空探索技术公司的“猎鹰重型”火箭一飞冲天,成功发射。但据美国太空网6日报道,就在该火箭咆哮太空之际,关于这一航天界超级“网红”的一项潜在应用——将人类送往地球轨道以外的地方,SpaceX却开始打退堂鼓了。

(艾麦乐 编译)SpaceX创始人、亿万富翁伊隆‧马斯克(Elon Musk)说,就连他本人都惊讶于他们公司重型猎鹰火箭的首次试飞居然能够如此成功,这增强了他建造更大的火箭和飞船的信心,有朝一日能够用它们将人类移民到火星。

北京时间6月2日,位于德州博卡奇卡海滩的建造基地传回消息,正在建造的简装版星际飞船“星跳”(starhopper)已经安装了首台猛禽发动机,而且他们已经申请了500~5000米的试飞高度。同时根据马斯克之前的言论,“星跳”飞船最快需要10天的时间才能试飞,并在6月20日左右召开新闻说明会。这就意味着星际飞船的首次无保护试飞很快就要到来了。

马斯克当天在美国得克萨斯州首府奥斯汀出席音乐、电影、媒体和技术界“西南偏南”会议。他接受提问时说:“我们正在建造第一艘星际飞船。我想明年上半年我们或许能实现短程飞行。”

在“猎鹰重型”火箭发射前,公司CEO埃隆·马斯克在与记者的电话会议上表示,鉴于该公司更大的、完全重复使用的“大猎鹰火箭”研制工作取得进展,“猎鹰重型”火箭很可能不会用来发射载人飞船。

发射后,在NASA肯尼迪航天中心召开的新闻发布会上,马斯克承认,“在我看来,这有些超现实主义。”

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但他承认,他的预期一些时候稍显“乐观”。“有时候,我的时间表会有点……你们懂的。”

如此一来,“猎鹰重型”火箭路在何方呢?

马斯克半开玩笑地说,他曾经预见到了灾难性失败的场景。“我设想过发射塔架上发生的一场巨大爆炸,一个车轮弹跳到路面上,还有一个特斯拉的标识落在某处,”他在发布会上说,“不过幸好,这一切都没有发生。”

星际飞船Starship安装中星际飞船将如何“试跳”?

美国有线电视新闻网报道,马斯克去年说,SpaceX正在研制“大猎鹰”火箭,长度超过100米,能在相当短时间内发射到地表任何地方。按照马斯克的愿景,火箭将在2022年执行火星货运任务,2024年执行火星载人任务。

“新宠”出现 进展顺利

js333vip.com 3Starman和红色跑车正在离开地球,前往火星轨道。这是他们的最后一张照片。图片来源:SpaceX

按照之前试飞“蚱蜢火箭”的经验,首次试飞的星际飞船飞行的高度不会很高,时间也不会很长。流程一般就是“星跳”在没有保护的前提下点火起飞,然后飞到一定的高度悬停,最后再缓缓降落并着陆。遗憾的是今天我们只看到安装了一台猛禽发动机,由于正式版本的星际飞船装有3台地面版本的猛禽 3台真空版猛禽发动机,目前尚不清楚试飞前是否要将3台地面版发动机装齐或是只用1~2台进行测试。

“火星需要建造从钢铁厂到比萨店等所有设施,”马斯克11日说,“在火星建立自给自足的基地很重要,因为它离地球足够远,(如果地球上爆发战争,)火星比月球基地更易生存。”

在本次电话会议上,马斯克说:“我们内部已经决定,将把未来的研制重点放在BFR上。”

相反,SpaceX不仅成功演练了如今已经成为世界现役最强火箭的重型猎鹰,还顺便将一辆特斯拉敞篷跑车送入了最远可以超越火星的一条大椭圆日心轨道,跑车的驾驶座上还有一位被称为“星人”的假人,身穿着SpaceX研制的量产型宇航服,引起了巨大的轰动。

在星际飞船正式发射前预计还将进行多次的试跳与飞行测试,跳跃与飞行的高度也会越来越高,时间也会越来越久,直到达到SpaceX公司提出的全部测试要求。有了之前蚱蜢火箭的经验,相信这次“星跳”飞船会少走很多弯路。

英国《卫报》报道,美国国会下属的政府问责局曾在一份报告中说,SpaceX总是无法在承诺期限内完成任务。比如,这家企业研制的“猎鹰重型”火箭曾数次推迟首次试射,终于在上月承载一辆“特斯拉”跑车飞向火星附近轨道。

2016年9月,马斯克在墨西哥举办的国际宇航大会上首次对外介绍了BFR项目。一年后,他又公布了该系统修改后的方案。按照设计,这一火箭将能把重达150吨的有效载荷送入近地轨道,并能将人送往月球和火星。

“这件事告诉我,疯狂的事情也可以成真,”马斯克说。

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但此后,SpaceX公司极少透露BFR项目的相关情况。马斯克表示,该火箭的研发取得了不错进展,被称为“宇宙飞船”的BFR上面级,有望明年进行“短时飞行”。但他也承认,这一时间表是“愿望性的”。

更重要的一点是,马斯克对重型猎鹰3枚捆绑式助推器的表现相当满意。首飞的重型猎鹰火箭,由一枚经过改造的猎鹰9号芯级火箭和以前曾经发射过一次的两枚回收火箭构成。那两枚“经过飞行检验”的助推火箭在与芯级火箭分离后,同步着陆在了佛罗里达海岸的着陆区,芯级火箭则差了一丁点儿,没能完成在海上平台的着陆。

猛禽发动机装进了星际飞船星际飞船的诞生与目标

马斯克强调称:“我们基本已搁置了用‘猎鹰重型’火箭来发射载人‘龙’飞船的计划,以集中精力进行BFR项目。BFR的研制工作似乎进展很快,所以没有必要让‘猎鹰重型’火箭达到载人飞行水准。”

js333vip.com 5发射后大约8分钟,两枚助推火箭返回着陆区同步垂直着陆。图片来源:SpaceX

为了满足未来殖民火星、星际旅行以及天地之间的快速运输的需要,马斯克再2012年提出了“重型猎鹰火箭”的计划,并开始了火箭“猛禽”发动机的研制;2016年火箭更名为“星际运输系统”,2017年被重新命名为“大猎鹰火箭”。而“星际飞船”就是大猎鹰火箭的“第二级”,拥有1000m³的加压可载人空间(比现有飞船大10倍还多),安装6台两倍于梅林1D引擎推力的猛禽发动机,不但可以在数小时内将人类送往地球的任何位置,而且可以多次在月球、火星等第起飞与降落,开启人类殖民火星的时代。

中国航天科工二院研究员杨宇光博士向科技日报记者介绍,BFR是马斯克在2016/2017年国际宇航大会上提出的火星移民方案的关键。这种火箭采用两级设计,第二级同时作为乘组的飞船或货运飞船。

“我能够想像,有大量这样的火箭来来回回,着陆,起飞,再着陆起飞,每天能够进行许多次飞行。”他说,“它让我充满了信心,对于我们的下一步构想,也就是我们的行星际飞船。”

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据悉,BFR高106米、直径为9米,配备31台猛禽发动机;其上的星际飞船有40个载人舱,每舱能容纳3人,这样一次发射就能运送120人,因此,可大规模开展火星殖民。

马斯克说,他们的行星际飞船,也就是BFR(“Big Falcon Rocket”或者“Big Fucking Rocket”的缩写),可能在明年开始进行短途试飞。这些试飞可能会在美国得克萨州布朗斯维尔附近NASA正在兴建的航天发射场进行。马斯克说,“我们拿到了一大块没有人烟的土地,所以如果火箭炸了,那会非常酷。”

星际飞船发射想象图星际飞船的现状与未来

当然,在这次电话会议上,马斯克也并未完全排除让“猎鹰重型”火箭载人的可能性,但称只有BFR研发出现推迟才会这样做。他说,这要看BFR的研制进展情况:若耗时长于预期,公司会重新考虑让“猎鹰重型”火箭送载人“龙”飞船进行绕月飞行,并有可能考虑用其执行其他载人任务。

在3-4年内,BFR飞船将开始进入低地球轨道运行,而在大约10年内,它有可能开始提供常规的火星客运服务。

目前SpaceX在佛罗里达和德克萨斯两个工厂同时开建造多艘星际飞船,并引入了竞争机制。第五台猛禽发动机已经下线,2020年将达到100台的生产效率。按照目前的进度,大猎鹰火箭 星际飞船有望在2021年执行首次入轨飞行。

技术难题或未攻克

看起来,马斯克好像已经把他的重心从重型猎鹰转移到了BFR上。

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马斯克的最新决定让“吃瓜群众”大吃一惊。要知道,SpaceX曾对“猎鹰重型”火箭载人飞行满怀期待,寄予厚望。

js333vip.com 8 SpaceX正在开发的BFR,预计能够执行载人火星任务。图片来源:SpaceX

星际飞船发射模拟图

不到一年前,SpaceX曾宣布,最早今年底,将用“猎鹰重型”火箭让一艘载有两名付费乘客的“龙”飞船进行绕月飞行,之后返回地球。但此后该公司一直未正式透露这项任务的任何新动向,包括两位乘客的身份。

“重型猎鹰打开了全新一类载荷的大门。它能够发射比世界上现有的其他火箭动力重两倍的载荷,所以这取决于客户想要发射什么上天,”他说,“它能够把东西直接发射到冥王星以外。……它能够发射巨型人造卫星,能够做任何你想做的事情。你甚至可以用它把人送回月球,如果你用重型猎鹰火箭多次发射,并且在轨道上加注燃料的话。”

​与此同时,星际飞船也迎来了首个商业任务──为土耳其发射一颗大型通信卫星。如果真的实现了,星际飞船2022年远征火星或许还真不是梦。同时,星际飞船也在同步开发地球上的载人飞行业务,比如从美国到中国,若乘坐星际飞船可以将旅行时间缩短到数个小时以内;如果未来月球需要大搞基建,星际飞船也可以成建制的往月球运输人力和货物。

杨宇光对马斯克关于“猎鹰重型”火箭或不再执行载人飞行任务这一最新决定并不吃惊。

他指出,让两到三枚重型猎鹰一起来执行任务,运力能够与阿波罗时代的土星五号火箭持平,后者仍然保持着迄今最强大火箭的记录。

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他解释说:“27台发动机并联是这次发射本身最大的挑战,这样的设计可靠性不可能很高,前苏联30台发动机并联的N-1火箭4次发射全部失败,已经说明了这个问题,单次发射成功并不代表解决了这个技术难题,而载人的运载火箭对可靠性要求极为严格,有可能‘猎鹰重型’根本就做不到。而且,如此多发动机同时使用,测试和集成过程中的工作量很大很复杂,是否能够降低成本还很难说。”

“不过我不推荐这么做,因为我认为新的构架,BFR构架,才是前进的方向。”

杨宇光进一步指出,芯级回收的难度和能量损失都过大,其实得不偿失。最新消息显示,尽管“猎鹰重型”火箭发射成功,但芯级火箭按计划接近大西洋上的无人海上平台试图着陆时,因出现故障坠海,回收失败。

马斯克说,重型猎鹰的成功和BFR的出现可能在航天产业的其他领域激发出更多创新。

市场萎缩 需“另谋出路”

“我认为,它将激励其他国家和公司打开眼界,说‘我们能够做得更大更好’,”他说,“这很棒。我们需要新的太空竞赛。竞赛让人兴奋。”

尽管此次发射取得成功,但鉴于诸多因素影响,“猎鹰重型”火箭的应用前景并不明朗。

js333vip.com 10首飞的重型猎鹰火箭,27台发动机同时喷射出的尾焰。图片来源:Ryan Chylinski

首先,大型商业卫星的发射需求近年来有所减少,此外,地球同步通信卫星订单的下滑尤为严重。由于升级改进,“猎鹰9”号火箭的运载能力已有了提高,可以携带更重的卫星,尤其是火箭以可扩展模式飞行时,但其到底有多大市场还很难说。

以下是马斯克在发布会上就其他问题表达的观点:

当然,“猎鹰重型”是SpaceX的心血之作,公司当然希望物尽其用,SpaceX为其找到的一个潜在市场是,大型国家安全有效载荷发射任务。

  • 对于Starman实验,他说,“这有点愚蠢,也有点好玩,但我认为,愚蠢和好玩的事情也挺重要。”一位记者问马斯克,BFR首飞的时候会不会也执行类似Starman坐在敞篷跑车里进太空这样疯狂而又棒呆的任务。“不知道,”马斯克回答说,“有建议欢迎来提。”
  • 马斯克估计,SpaceX已经在重型猎鹰的开发上花了超过5亿美元。“有3次,我都打算在SpaceX内部取消重型猎鹰计划了,因为这条路远比我们之前认为的要更艰难。”
  • SpaceX正在尝试回收猎鹰9号火箭的整流罩,这能够给每次发射节省数百万美元。“我猜,接下来6个月,我们会找出回收整流罩的办法,”马斯克说,“我们已经有了一艘特制的船,用来接住整流罩。就像是船上装了巨型的棒球接球手套。”这项技术或许还能用来接住SpaceX的龙式飞船。“如果NASA同意的话,我们可以玩‘接龙’了。”
  • 在升级龙式飞船运送宇航员前往国际空间站方面,SpaceX正在“取得很大的进步”。现在,重型猎鹰已经升空,马斯克说,“我们可以腾出所有精力来准备载人龙式飞船了。我们期待能够在今年年底将宇航员送上轨道。”(编辑:Steed)

在本次首飞任务中,火箭第二级在入轨后和最后一次点火前进行了6个小时的滑行,以便将一辆特斯拉汽车送入逃离地球的轨道。马斯克说,这是对直接将有效载荷送入静地轨道任务进行模拟,直接送入静地轨道正是美国空军和美国国家侦察局某些有效载荷的要求。

马斯克说,SpaceX公司的生产能力可以满足“猎鹰重型”火箭发射任务的要求,因为该火箭只有中央芯需专门研制,两台侧装助推器基本上同“猎鹰9”号第一级一样,只要在顶部加装鼻锥就行。

不管其未来应用于哪些方面,杨宇光强调说:“‘猎鹰重型’火箭更大的意义在于,它使人类获得了继‘土星5号’和‘能源’号之后又一种重型运载火箭,可以发射更大更重的深空探测器,或者更快地发射深空探测器,也可发射载荷到地月转移轨道用于技术验证。”

(科技日报北京2月7日电)

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