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雖然特斯拉上了天,可我還是只想聊聊火箭

 真友書屋 2018-02-08

這些天的朋友圈又出現(xiàn)了相當(dāng)統(tǒng)一的隊(duì)形哦,感覺好像所有人都在為一件事情叫好,就是美國的私人宇航公司SpaceX在美國宇航局的肯尼迪發(fā)射中心發(fā)射了一枚運(yùn)載火箭——“獵鷹重型”Falcon Heavy。

今天,速度周刊終于討論了地球上擁有最快速度的交通工具——火箭


真人版鋼鐵俠Elon Musk確實(shí)會玩會營銷,不但為自家特斯拉做了一次超級牛逼的廣告,而且把SpaceX的傳奇經(jīng)歷又提升到一個新的成就點(diǎn)。



但是外行看熱鬧,內(nèi)行看門道,為什么登過月、有過航天飛機(jī)的美國人對于這次的火箭發(fā)射會有那么大的關(guān)注呢?這次發(fā)射對于我們這些大洋彼岸的吃瓜群眾又有什么意義呢?548又要來跟大家聊聊了,還是老規(guī)矩哦,不講太專業(yè)的,保證是個人就能看懂。


SpaceX的牛逼之處

在于可反復(fù)使用



如果單說運(yùn)載火箭的話,其實(shí)我們國家也經(jīng)常會發(fā)射,應(yīng)該說也不是什么稀罕事兒了,美國人更是見怪不怪了,從幾十年前就開始看了,還是全球唯一一個真正擁有過航天飛機(jī)的國家,而且一有就讓四架(發(fā)現(xiàn)號、奮進(jìn)號、挑戰(zhàn)者號和哥倫比亞號)投入使用,按理來說什么大場面都見過了,為什么這次又重現(xiàn)盛世了呢?



SpaceX是一家私人公司這個特殊性肯定是吸引眼球的地方之一,這個有點(diǎn)像是一個由民間高手組成的運(yùn)動隊(duì)做到了和國家奧運(yùn)代表隊(duì)一樣的成就,但是548倒是覺得如果沒有NASA的支持和美國豐富的航天資源和積累SpaceX也難成功,Elon Musk把公司開到越南去試試?SpaceX真正牛逼之處是實(shí)現(xiàn)了火箭的反復(fù)使用,548接下來具體說說哦,你們先喝口“摩奇”壓壓驚。



目前我們?nèi)祟愃眠^航天器也就是能飛到太空的東西就兩種,一種是運(yùn)載火箭(洲際導(dǎo)彈也可以劃歸這個類別);另一種就是航天飛機(jī)。之前的運(yùn)載火箭都是一次性的,就是發(fā)射完了以后就被拋棄了,扔在海里、太空里或被燒毀在大氣層。航天飛機(jī)其實(shí)也是由助推火箭幫忙推上去的,但是航天飛機(jī)的厲害之處在于可以反復(fù)使用,它自己可以飛回地球,但是發(fā)射成本依舊很高,因?yàn)楹教祜w機(jī)太重了,每次都需要兩枚巨大的助推火箭和一個更巨大的燃料箱。



SpaceX的運(yùn)載火箭就不是這樣了,它們都是可以反復(fù)使用的,火箭的回收和再使用一直是航天領(lǐng)域工程師想做的事情。你不要以為之前在電視里看到的被拋棄的火箭殘骸就是一段圓柱形的金屬殼子,不值多少錢的,其實(shí)上面還有火箭發(fā)動機(jī),我們可以從火箭的結(jié)構(gòu)圖來了解一下,雖然說火箭的大部分空間都被用來貯存燃料,但是每一級的下面都會有火箭發(fā)動機(jī)。




為了到達(dá)最高的效率,工程師使用了把火箭分成多級火箭這個方法,因?yàn)樵诳諝庾枇υ絹碓降偷那闆r下,不需要那么大的推力也能讓火箭保持一個加速度,每到了一個階段也會把不必要的累贅?biāo)鶔仐?,所以我們可以看到一級火箭和二級火箭基本都是連同發(fā)動機(jī)一起被扔掉的。



SpaceX可以把這些原本被扔掉的火箭回收然后修整一下再次發(fā)射,這樣就能節(jié)省大量重新制造火箭的費(fèi)用,但是這個成就也不是那么容易達(dá)成的,很多國家都想要做可總是實(shí)現(xiàn)不了,技術(shù)和安全方面的要求很高。



SpaceX也是通過了很多次失敗之后才掌握了這樣的技術(shù),但是目前也不算非常可靠,這次有一級火箭就沒成功回收在大海上。美國良好的航天氛圍也造就了 SpaceX回收技術(shù)的成功,有興趣的可以去了解一下90年代末推出的“X獎金”,548覺得正是這個活動開啟了私人在航天領(lǐng)域發(fā)展可回收航天器的大門。




Falcon Heavy厲害的地方

在于性價比



SpaceX的可反復(fù)使用火箭讓發(fā)射成本大幅降低,低到比原來最低的中國還要低,僅此一個優(yōu)勢肯定也是不夠的,這次的Falcon Heavy在技術(shù)性能上也是很有亮點(diǎn)的,548還是用車來舉個例子哦。買車時,我們一般會講究一個性價比,就是花了多少錢可以買到一個什么樣的車,火箭也是這個樣子,一個火箭的最大價值在于可以把多少東西送上太空,也就是有效載荷,這個是考量火箭性能的一個重要指標(biāo),也有點(diǎn)類似于超跑的馬力重量比。



Falcon Heavy的起飛重量是1420噸,近地軌道運(yùn)載能力(LEO):63.8 噸,比目前紀(jì)錄保持者德爾塔 IV 重型火箭的 28.8 噸足足提高了兩倍還多;地球同步軌道運(yùn)載能力(GTO):26.7 噸;火星軌道的運(yùn)載能力:16.8 噸。而我國的長征5號火箭的起飛重量是879噸,近地軌道運(yùn)載能力只有25噸,地球同步軌道運(yùn)載能力只有14噸,火星軌道的運(yùn)載能力只有5噸左右,所以Falcon Heavy的“馬力重量比”也是很亮眼的。



如果覺得548有點(diǎn)漲別人志氣的話,我們用美國曾經(jīng)運(yùn)載能力最強(qiáng)的“土星五號”來做個對比吧,也就是運(yùn)載“阿波羅”登月飛船的那個火箭?!巴列俏逄枴逼痫w重量高達(dá)3038噸,近地軌道運(yùn)載能力也就118噸。



所以火箭并不是造的越大越好,一定要達(dá)到一個高超的“馬力重量比”,有了高性價比才會讓我們來去太空更加便利。一味的大其實(shí)沒有什么卵用,蘇聯(lián)曾經(jīng)的登月火箭N-1就非常大,但一向“大力出奇跡”的蘇聯(lián)人這次變成了“大力出悲劇”,發(fā)射了四次失敗了四次……


那Falcon Heavy這個63.8噸的“近地球軌道”載荷,又到底意味著什么呢?大家知道我國打算在2030年實(shí)現(xiàn)的載人登月計(jì)劃吧?要實(shí)現(xiàn)這個計(jì)劃,我們現(xiàn)在的長征5號的載荷是不夠的,還需要尚在規(guī)劃中的長征9號超級火箭才可以。



但是,如果美國人想重返月球的話,他們現(xiàn)在就已經(jīng)可以憑借“獵鷹重型”實(shí)現(xiàn)這個我們中國人還要12年才能實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)了,而且還是可以反復(fù)多次使用的。



所以,這次Elon Musk發(fā)射Falcon Heavy的成功對于全人類來說可能都是有意義的,因?yàn)樗麄兘档土顺杀具€提高了效率,SpaceX可以讓更多的人更多的物質(zhì)更方便地上太空,也讓人類邁向探索火星的腳步也近了一點(diǎn),未來更加充滿想象。



但是,我們在看熱鬧的同時也不能忽略了我們自己國家航天科技的發(fā)展,新一輪的太空競賽,中國將不再缺席。



讓我們再回顧一下這激動人心的一刻




本文內(nèi)容僅代表作者個人觀點(diǎn)
與其所代表的工作單位無關(guān)
冤有頭債有主,提意見請找二條周



548
正宗上海小男人,2+4一族,
從高中時代就開始玩2輪,之后加入4輪,
下場跑圈、走街游斗、甩尾漂移樣樣精通。
目前的興趣是烹飪,已經(jīng)是兩個孩子的爸爸了

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