SpaceX “重型猎鹰"首飞成功,特斯拉跑车进入太空!快讯

来源:AI星球 / 作者:zz / 2018-02-07 16:45
SpaceX “重型猎鹰"首发成功,消息已被刷屏,星球君先奉上发射视频和马斯克的受访视频

 

SpaceX “重型猎鹰"首发成功,消息已被刷屏,星球君先奉上发射视频和马斯克的受访视频,供君一览:

 


 

北京时间2017年2月7日,原定凌晨2:30的发射时间,经过2个多小时的推迟后,人类现役运力最强的火箭重型猎鹰(Falcon Heavy)成功在肯尼迪航天中心LC-39A发射台完成了首飞并完成一级火箭回收!

 

此次的任务

  • 回收:两枚助推器返回陆地着陆场,芯级着陆回收驳船。

  • 载荷:特斯拉Roadster跑车

  • 目标轨道:地火转移轨道

 

火箭目前工作一切正常,虽然火箭芯级回收似乎并不顺利,此外二级还需要5小时的长时间滑行测试,但是人类现役最强运载火箭的宝座已经易主的事实已经无可撼动。伊隆·马斯克吹了7年的又一个牛成为了现实!

 

需要强调的是而SpaceX试射的是新型的半二手火箭,通常即使是全新制造的新型火箭发射,其风险都是相当大的。这次的风险和难度请自行想象。

 

 

此次发射的两枚助推器都是以往发射任务后回收的猎鹰9火箭一级改装而来,主要是增加了冷分离机构,同时替换了底部的Octaweb承力结构。

 

重型猎鹰火箭的助推器分离和一二级分离均采用的无损式“冷分离”模式(主要为冷氮喷射或机械式推杆)也是一大亮点,其相较于更为传统的爆炸式“热分离”无疑会更具优势。

 

目前猎鹰9已执行近50次发射,从未出现过分离机构失效导致的事故,实际可靠性100%,这对于未来运载火箭分离结构的设计有一定借鉴意义。

 

重型猎鹰的成本同样是令人嗔目结舌,一般来说,研制重型火箭都不惜血本,比如土星五号单价有媲美航母造价的奢侈,但重型猎鹰火箭却不按牌理出牌得:它的发射报价只有9000万美元!

 

 

 50吨以上运力的重型火箭,价钱比20吨级的大型火箭还便宜。这是什么概念?这比主流的欧洲阿里安5、日本H-IIA、美国宇宙神5和德尔塔4都要便宜,真是让人大跌眼镜。

 

降低成本的手段主要是通过创新高技术来实现。重型猎鹰火箭的Merlin 1D+发动机推重比高而且具备多次重复使用能力,要为多次使用增加制造成本;

 

重型猎鹰火箭的三枚第一级箭体都要回收和重复使用,从软件都硬件都要为回收复用增加成本;

 

共底储箱一向加工难度高、废品率高,带来更高的制造成本,但重型猎鹰火箭却使用了昂贵的铝锂合金共底储箱……

 

重型猎鹰火箭运载系数极高,但却没有使用高比冲发动机,而是挑战了火箭减重的技术和工艺极限。传统火箭设计中,世界各国为了提高火箭性能绞尽脑汁,提高运载系数(指载荷质量占火箭总质量的比例)的主要办法是使用高比冲发动机。

 

重型猎鹰火箭起飞重量1421吨,运载系数高达4.49%!重型猎鹰完全靠超高推重比的发动机和超轻的火箭储箱实现了这样的高性能,它的Merlin 1D+发动机的推重比已经达到了188,而推重比世界排名第二的NK-33发动机只有136。

 

 

这次火箭的发射彩蛋也满满,重型猎鹰发射所搭载的正是马斯克本人的特斯拉 Roadster 跑车。不仅如此,一个身着 SpaceX 公司已经公布的宇航服的“驾驶员”假人“Starman”以非常酷炫的方式坐在驾驶位。

 

在特斯拉跑车的仪表板上还藏着一个跑车的微缩模型,同样有一个宇航员小人坐在里面,车上还带有一套微缩版本的阿西莫夫《基地》三部曲。一次发射为其旗下的两家公司打了免费广告。玩营销也是六到飞起!

 

 

这辆车会被送入地球—火星转移轨道,同时,车子会不间断的播放 David Bowie 的成名作《太空怪咖》(Space Oddity),届时,跑车上装有的 3 台摄像头应该会拍车里的假人所看到的宇宙视角。

 

马斯克说,“一切顺利的话,它们应该会提供非常棒的画面。”如果不出意外,按照马斯克本人的原话,“这辆车会在宇宙中飞行超过 10 亿年。”

 

关于猎鹰火箭

 

猎鹰火箭从头到脚,尤其是发动机都由SpaceX研发、生产和组装的。重型猎鹰火箭高70米(约20层楼高),宽12.2米,起飞重量1420吨,标称近地轨道运力高达63.8吨。在人类航天史上也仅次于登月所使用的土星五号和能源号火箭。

 

 

马斯克最早在2013年TED的一次访谈中公开展示了火箭回收复用和芯级并联的设想,当时鲜花与嘲笑并飞。毕竟有着航天飞机和N1火箭的反面典型在前面,重复使用的航天器无异于天方夜谭。

 

然而“重复使用”四个字,正是SpaceX创立15年来最大的梦想,是从根本上降低天地往返费用的终极解决办法,

 

这种模块化和通用化的思路之前是很多运载火箭曾经想实现但并未彻底实现的,重型猎鹰火箭在这方面有一定的进步。

 

航天界一直都将火箭起飞级多于20台发动机并联的思路视为忌讳。这次全箭28台发动机,回收其中27台(火箭二级1台发动机不回收),若以火箭发动机复用为指标,复用率为27/28=96.4%。如果重型猎鹰成功发射,成功的解决了多发并联所面临的各种困难和技术挑战,对于运载火箭的设计思路将有可能产生一次变革。

 

如果重型猎鹰的思路得到普及,经过合理并联和冗余设计,同样能够获得重型运载火箭所需的可观推力,研发周期、难度和成本都会下降。尤其是重型运载火箭领域,即由以往的少量大推力发动机并联,向多发小推力发动机冗余并联转变。

 

 

这次重型猎鹰成功完成了首飞,但殊不知马斯克和整个 SpaceX 团队已经在这背后默默耕耘了数年之久,可以说,每一次亮眼的表现都是由无数人的智慧和汗水换来的。

 

致敬马斯克和SpaceX 团队!这些勇敢无畏的创新者们让我们有望看到人类登上火星的曙光!

 

整理 | 麻粒儿

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