前段時間相信大家都被朋友圈的關(guān)于“重型獵鷹(Space X)”首飛成功的新聞刷屏了复隆,大家都知道它是目前世界上最強(qiáng)的運(yùn)載火箭刹淌,也是馬斯克臥薪七年后再次改寫了歷史產(chǎn)物膀篮。
對于這個大家都說獵鷹9開啟了人類航天新未來的,它是怎么改變了這個世界呢矫废?下面我們來看一下這個全世界獨(dú)一無二的最強(qiáng)火箭“重型獵鷹”有多么牛逼,創(chuàng)造了多少歷史:
- 人類第一次第一級火箭回收成功
- 模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)砰蠢,火箭一級可全部重復(fù)利用蓖扑,全世界最牛逼的“回收”黑科技
- 目前全世界成本最低廉,性能也最為穩(wěn)定可靠的火箭
- 短短數(shù)十年台舱,這家私人企業(yè)已經(jīng)超過了絕大多數(shù)國家的航天水平律杠,沒錯,這其中就包含了中國竞惋。
- 人類30年來最強(qiáng)的火箭
- 重塑航天行業(yè)的商業(yè)模式
……
在了解它之前柜去,我們先搞清楚幾個問題。
- 我們?yōu)槭裁匆l(fā)射火箭碰声?
火箭只是一種工具诡蜓,就像汽車一樣熬甫,汽車主要是一個運(yùn)輸工具胰挑,火箭也是一個運(yùn)輸工具,只是它不同的是椿肩,它主要把運(yùn)輸?shù)臇|西送到太空瞻颂,目前主要運(yùn)輸?shù)氖牵?strong>載人飛船,航天站郑象,人造衛(wèi)星贡这。
- 為什么回收技術(shù)那么重要?
在以前人類發(fā)射衛(wèi)星的時候厂榛,需要通過火箭把它送上天盖矫,送上過去后,火箭干什么去了呢击奶,只能報(bào)廢辈双,由于技術(shù)與成本的原因,上天的火箭要么墜入大氣層被燒毀柜砾,要么在太空當(dāng)成太空拉圾湃望,這對發(fā)射成本來說太貴了,就相當(dāng)于我們買一個快遞的同時痰驱,我們需要買一個送快遞的飛機(jī)证芭,快遞送到了,飛機(jī)也就報(bào)廢了担映。這樣的商業(yè)模式肯定會嚴(yán)重阻礙航天事業(yè)的發(fā)展废士。
- 為什么回收只回收部分,而不是整個火箭蝇完?
天地之間的距離讓我們只能選擇多級火箭官硝。為了充分利用火箭的動力诅挑,我們能想到就是用完了就扔掉,不再占用重量泛源,這樣是最節(jié)省動力拔妥,讓載體跑得最遠(yuǎn)。而為了結(jié)構(gòu)與復(fù)雜性考慮达箍,也不是火箭層級越多越好没龙,目前大都是在2到3級。而獵鷹就很精明的只回收大氣層以下的部分缎玫,而恰恰這部分占總造價的90%以上(畢竟在太空上的航行所需要的動力非常杏蚕恕)。而我們以為很貴的的燃料成本卻只占0.3%赃磨。
美國之前制定了航天飛機(jī)之前就是想回收整個飛行器筝家,眾所周知,最后失敗了邻辉,失敗的原因不是技術(shù)問題溪王,而是成本問題,不僅是要保證材料能夠經(jīng)受起大氣層以及外太空的侵蝕值骇,而且也要保證回收過后再利用的二次成本低莹菱。
- 火箭回收與我們之前載人飛船返回地球有什么不一樣?
回答了剛才回收技術(shù)的問題的時候吱瘩,可能就有人問了:我們中國03年就可以回收了道伟,楊利偉不是在太空游玩后返回地球了嗎?我們需要了解的是這種返回與回收是完全不同的概念使碾,載人飛船返回的只是“返回艙”蜜徽,而與它一起的是推進(jìn)艙也是墜落在大氣層燒毀了。而返回艙基本只是航天員的“駕駛室”票摇,可以理解為返回的東西再次使用成本極低拘鞋。
理清了這些問題后,我們再來看獵鷹9號為什么會有劃時代的意義。
從左到右看這張圖:
- “土星5號” – 設(shè)計(jì)制造:波音公司兄朋,研發(fā)投入:350億美金
- “航天飛機(jī)” – 設(shè)計(jì)制造:洛克馬丁/波音等四大飛機(jī)公司掐禁,研發(fā)投入:1700億美金
- “阿里亞娜” – 設(shè)計(jì)制造:歐盟太空署,研發(fā)投入:70億美金
- “Soyuz” - 俄國柯洛列夫飛機(jī)制造廠颅和,研發(fā)投入:110億美金
- “獵鷹” – 設(shè)計(jì)制造:馬一龍的SpaceX傅事,研發(fā)投入:1億美金
“土星5號” 目前保持著最大的的近地軌道運(yùn)力——140噸,其次是前蘇聯(lián)的“能源號”(Energia)近地軌道在100噸左右峡扩,自從能源號退役后蹭越,最大的記錄是28.8噸,而“獵鷹" 的近地軌道運(yùn)力達(dá)到了63.8噸教届。
中國的記錄是多少呢响鹃,中國目前保持的記錄是16年發(fā)射的長征五號驾霜,近地軌道運(yùn)力25噸。
其中的“土星五號” 是人類史上最強(qiáng)的火箭买置,它見證過人類登陸月球的光輝時刻粪糙。這也就是為什么獵鷹9是近30年來最強(qiáng)的火箭,而不是史上最強(qiáng)的火箭忿项。
與航天飛機(jī)不一樣的是火箭由于是多級結(jié)構(gòu)蓉冈,航天飛機(jī)都要經(jīng)歷嚴(yán)酷的外太空和再入大氣層的考驗(yàn),保證整體安全造造成了航天飛機(jī)成本居高不下的主要原因轩触,但是火箭一級不需要經(jīng)歷以上嚴(yán)酷環(huán)境寞酿,造價、維護(hù)都便宜很多脱柱,使用成本也大大降低伐弹,未來低成本航天運(yùn)輸時代確實(shí)開啟了,據(jù)馬斯克所暢想的是每次發(fā)射能控制在600萬美元左右榨为。這能降低成本95%以上惨好。
目前獵鷹9號火箭已經(jīng)完成了48射46成功,成功率高達(dá)95.8%柠逞,且多次實(shí)現(xiàn)二手發(fā)動機(jī)重復(fù)使用(所說重復(fù)使用率大概在70%左右)昧狮。兩次失敗中景馁,其中一次是在發(fā)射之前加注燃料靜態(tài)點(diǎn)火測試時在地面爆炸板壮、另一次是由于火箭一二級之間結(jié)構(gòu)問題『献。考慮到這些因素绰精,獵鷹9號的多發(fā)動機(jī)同時工作方式可靠性實(shí)際上幾乎是100%。
也許也有人在問為什么50年前我們就能上月球了透葛,現(xiàn)在航天為什么一直看起來一直停滯不前笨使?
其實(shí)這與航天一直不能很好的民用有關(guān)系,50年前耗費(fèi)巨資登月除了與蘇聯(lián)爭個第一名頭以及進(jìn)行了些外空實(shí)驗(yàn)僚害,并沒有給老百姓帶來一絲變化硫椰,后面美國政府也有減少了航天資金的投入,資金的減少對航天的發(fā)展是致命的萨蚕。
而獵鷹9給我們帶來了希望靶草,為什么呢?獵鷹從開始到現(xiàn)在有一個目標(biāo)就是要把我們?nèi)祟愃蜕匣鹦窃酪#繛槭裁次覀円欢ㄒセ鹦寝认瑁@點(diǎn)大家可以去參考其它的文章,主要是兩點(diǎn):
- 人類的目標(biāo)是星辰大海浩蓉,讓人類永遠(yuǎn)縮在地球上生活是不可能的派继,就像大海航時代一樣宾袜,人類的目標(biāo)永遠(yuǎn)是遠(yuǎn)方,大航海時代的困難也不比我們現(xiàn)在航天的困難少驾窟。
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人類需要外太空庆猫,不管火星適不適合我們生存,人類需要走出這一步绅络。
火星照片
而獵鷹成本的減少已經(jīng)給我們指明了方向阅悍,這條方向是正確的,沿著這條路走昨稼,我們是有可能上火星的节视。這就是獵鷹9為什么是劃時代的產(chǎn)物。
當(dāng)然目前還有很多問題需要克服假栓,目前網(wǎng)上關(guān)注的焦點(diǎn)在于返回后的火箭的利用率有多少寻行,返回后的火箭的維修成本有多少,目前這些還沒有公布數(shù)據(jù)匾荆,但是這不是我們今天關(guān)注的焦點(diǎn)拌蜘,這些問題在將來肯定都會解決,而此刻我只想享受那屬于人類歷史上成功一刻的畫面牙丽。(大家可以通過這個視頻來了解Space X的發(fā)射與回收演示視頻)
而這简卧,才是所謂的星辰大海。
以上數(shù)據(jù)大多參考知乎烤芦、Wikipedia举娩。