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【科技咖啡馆】他将坐着“大猎鹰”开启绕月之旅
时间:2018-10-05 17:20:17  来源:  点击:50

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大猎鹰火箭

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 正在设计的飞船主体。

伊隆·马斯克又搞了一件吸引眼球的大事情。SpaceX上周公布了首位绕月旅行的私人乘客身份,日本收藏家、企业家前泽友作将成为第一个私人绕月旅行的乘客。这趟掠过月球的太空之旅最快将在2023年成行,而他们将要乘坐的,正是SpaceX目前仍在设计研制的大猎鹰火箭。

  这一次,他将包下整个飞船

  自1968年阿波罗8号第一次绕月飞行以来,到1972年12月的阿波罗17号,共有24人进行了绕月飞行,而其中有12人登陆过月球,最为世人熟知的当属阿波罗11号。

  但在1972年最后一次阿波罗任务后,人类再未踏足月球。如今,时隔46年,前泽友作作为首位私人绕月旅行的乘客重返月球,他可不只是买了一张船票,还包下了整艘飞船。他将在全世界挑选6-8位的艺术家,邀请他们一起登船前往月球。他希望这趟月球之旅能够开启灵感源泉,让这些艺术家创作出更多传世佳作。

  前泽友作将要乘坐的,正是SpaceX目前仍在设计研制的大猎鹰火箭。对于航天发烧友来说,最吸引人的不是公布月球游客的姓名,而是几经修改后终于披露的大猎鹰火箭最新设计方案。

  最终是想建立火星殖民地

  SpaceX公司性价比最高的猎鹰9号火箭,占据了世界商业发射市场的半壁江山,他们的雄心可不只是商业发射市场的霸主,而是创始人马斯克始终念念不忘的殖民火星。

  2016年,马斯克在国际宇航大会上提出ITS方案,也就是行星际运输系统。这种超级火箭一露面,就让围观者大吃一惊。

  ITS火箭实在太大,122米的长度已经是世界第一,而12米的直径也是一览众山小。最令人发指的是,它的起飞重量高达10500吨,完全重复使用时运载能力300吨,如果做一次性火箭,发射运力可达550吨!

  ITS这种二级超级液体火箭,使用强大的猛禽液氧甲烷发动机,单发地面推力约300吨。即使如此,第一级火箭也有多达42台猛禽发动机,比苏联著名的N-1火箭的发动机还要多。

  2016年,马斯克提出ITS方案,火箭第二级本身就是载人或货运飞船。按照当时的设想,这款飞船将有能力把人送往火星,甚至更远的其他固体星球,比如土卫二!

  ITS看起来很美,也符合马斯克的雄心壮志,但它的问题不仅在于技术难度大,研制成本高,还在于体量太大,在商业上难有用武之地。即使ITS重复使用并达到设计的复用成本指标,这种巨型火箭的研制和发射仍然极为昂贵。

  甚至想开通洲际快速航班

  2017年,马斯克提出了BFR方案,也就是大猎鹰火箭,可以看作是2016年版ITS火箭缩小优化的结果。BFR火箭长度106米,直径9米,重量降低到4400吨,相应的起飞推力也降低到5400吨。不过它仍然使用了多达31台发动机,原因是猛禽发动机也缩水了,地面推力从300吨级降低到170吨级。如此一来,美国新世纪的BFR和苏联上世纪的N-1火箭是越来越神似了。在重复使用时,BFR火箭近地轨道运载能力为150吨级,只有ITS的一半,但这样的运力也足冠天下。在马斯克当时的演示中,BFR还将用于发射卫星,甚至可以开通洲际快速航班,不到半个小时就能从纽约飞抵上海。

  “大猎鹰”有啥绝活?

  据报道,此次月球之旅将是一次不着陆的掠月之行,大猎鹰火箭从地球出发,将绕过月球直接返回地球,整个行程不到6天的时间!

  马斯克此前曾经表示,火星殖民要比月球殖民更容易:

  火星有大气减速,地球发射到火星着陆需要的速度增量更低;火星表面能就地取材制造燃料,用于火星开发和返程加注;火星还富含水和碳等多种元素,适合移民垦殖。而我们的月球,没有空气,也没有多少水冰,大概就只有离地球近这一个优势了。不过,这个优势是巨大的,特别是对于不着陆的太空旅行来说,飞到月球还是更容易一些,而且飞行时间要比去火星短得多,人类从心理上更容易接受和适应。

  而跟2017年的方案相比,新的大猎鹰火箭有了很大的不同。从尺寸上来说,2018年现身的大猎鹰火箭,长度增加到118米,直径保持9米不变。这使得大猎鹰火箭比NASA正在研制的SLS重型火箭更长,重新夺回史上最大火箭的第一名宝座。

  SpaceX的超重型火箭方案,3年来经历了3个不同版本的变化。第二级火箭,又被称为BFS飞船,大小从2017年的48米增加到2018年版的55米,提供了更大的内部空间。新的设计使得飞船前部拥有了大约1100立方米的增压空间,能为乘客提供更大更舒适的生活环境。

  此外,飞船的方案从2017年的只有两个水平翼面,变成了2018年的3个翼面。新增加的垂直尾翼则是当作飞船垂直着陆后的第3着陆腿来用的,这样提高了飞船的着陆安全性。

  对于BFR火箭研制成本,马斯克大方地给出了估算:虽然BFR火箭研制才占用了SpaceX公司约5%的资源,主要的研制工作还没有开始,但他认为BFR研制成本将达到50亿美元左右,既不可能超过100亿美元,也不会低于20亿美元!经历了两年的设计方案升级,BFR火箭在技术上应该不会有大问题,如果解决研制资金的问题,或许才是月球旅行能否成行的关键。

 
 
 
 
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