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猎鹰重型火箭成功首飞 详解六大特点(3)

2018-02-07 11:17   来源: 人民网-科普中国   编辑: 高赛琦   责任编辑: 马兰

电动车能抵达火星么?

人类航天目前几乎都通过一个叫做“霍曼转移轨道”的方式抵达火星:在离开地球时经过加速进入这个轨道,在抵达火星附近时经过二次加速赶上火星,与火星轨道交叉后再改变速度实现环绕火星,甚至不惜采用火星稀薄大气“空气刹车”的方式。

霍曼转移轨道与地球轨道和火星轨道相切,实际上是个椭圆轨迹的一半(动图中虚线的一半) brilliant.org

以上三步,强大的猎鹰重型火箭把它送出地球当然是妥妥的(第一步)。实际上猎鹰重型火箭的特征能量能让它运送重达3.5吨载荷抵达冥王星,远远超过新视野号的0.5吨级别。

但是对于一辆没有任何变轨、调姿能力的电动车而言,后面两步就是开玩笑了。

更何况人类探测火星的26个月时间窗口到今年5月才来,基本意味着这一辆电动车最多在深空中跟火星打一个遥远的“招呼”就会消失了。

猎鹰重型火箭足够将它像先锋10/11号、旅行者1/2号、新视野号送出太阳系,但由于它并未携带大型通讯天线和长期供能的放射性同位素电机等,这意味着发射后人类将很快跟它失联,消失在太阳系中。

据伊隆·马斯克的说法,它将进入漫长的环绕太阳轨道,轻易在太阳系中存在10亿年以上。也许它最终将会成为宇宙深空中人类存在过的一个痕迹吧。

其它火箭厂商怎么看?

Space-X掀起了人类航天的新一个高潮,重型火箭和重型任务再次归来。

迎着这波浪潮的,是一大批弄潮儿。Space-X只不过恰好站到了潮头,可它并不孤独。

1. 商业航天对手狙击

比Space-X创始人伊隆·马斯克还要财大气粗的杰夫·贝佐斯(亚马逊创始人)自然不甘落寞。他开创的蓝色起源(Blue Origin)以及新谢帕德(New Shepard)火箭其实早在猎鹰之前就实现了一级回收。

研发中的新格伦已经有了两款版本 ©Blue Origin

而他也打算在下一步超越Space-X,他狂投25亿美元研发的新格伦(New Glenn)火箭将在2020年首飞,起步运力也达到了惊人的45吨。二者同是商业航天,且由于设计理念、回收方式等的不同,新格伦将会在很多方面超越猎鹰重型火箭,成为它最大的竞争对手。

  2. 联合发射同盟反击

由世界第一军工企业洛克希德马丁和世界第二军工企业波音组建的联合发射同盟,成立后便垄断了美国航天发射市场,但这些年却被Space-X狙击。而在重型航天发射领域,这两个公司自然不会主动放弃。

2019年,二者联合研发的火神(Vulcan)重型火箭将会起飞,联合发射同盟这个巨无霸将会实力出击。

3. NASA的压轴重器

NASA已经连续研发10余年、海量投资超过200亿美元、最终目标是登陆火星的太空发射系统(Space Launch System)也将在2019年首飞,它的第一个小目标就是成为现役世界第一。

太空发射系统有三个主要型号研发中 ©NASA

它将是未来美国航天重型发射的绝对主力,NASA的当家重器 。Space-X极难从它手中抢到利润最高的NASA大型近地轨道航天器、登月飞船、登火星飞船项目。

4. 其它国家狙击

不得不说,目前这个其它国家只有一个,就是中国。

欧洲的研发方向转向了中量级(20吨)的阿丽亚娜6火箭,但估计面对猎鹰9号都没有竞争优势。俄罗斯下一代的安加拉火箭,长远目标是实现35吨(A5-V)、50吨(A7)和100吨(A100)的突破,但目前连A5-V的研发都受挫,首次试射排期到了2025-2030年。

中国在重型火箭研发方面出师不利,运力目前排名世界第二的长征五号(25吨+)1成功1失败。但2018年,长征五号火箭将会再次挑战,它是中国重型火箭按照模块化思路研发的最好样板。

这张长征五号/九号和美国太空发射系统的对比已经出现在各种外媒报道中

而随着中国超强火箭发动机(500吨级)研制和大直径壳体的研制不断实现突破,中国的大国重器长征九号预计将在2030年前后登场。

它的最终目标很简单,与NASA最核心的太空发射系统正面竞争,支撑中国大型空间站建设、重型深空探测任务、载人登月、载人登陆火星的顺利进行。

想要走入深空,就必须依赖大运力火箭。猎鹰重型的首飞成功,其它重型火箭的相继研发,都预示着,人类航天的新时代,正在到来。

原标题:猎鹰重型首飞,人类航天新时代即将到来!

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