万众期待!马斯克星舰即将发射,直播见证人类史上最大宇宙飞船(组图)
人类啥时候能登上火星,就看SpaceX星舰啥时候发射了。
众多航天迷们期待的SpaceX星舰(Starship),首次轨道飞行测试终于要启动了。
星舰测试之路坎坷不平,也成了马斯克的“心病”。
还记得两年前,SpaceX星舰落地爆炸带来的震撼场景。
2020 年 12 月 9 日,星舰SN8在得克萨斯州进行了首次高空试飞,星舰到达了12.5公里的高度,但落地时发生爆炸。
2021年2月,星舰SN9启动测试,也是到了差不多的高度,但在落地时发生爆炸。
同年3月,星舰SN10发射,这次高度和降落都没问题,但在完美落地后发生突发爆炸。
紧接着,星舰SN11发射,还没撑到落地,便在空中发生解体。
直到2021年5月,星舰SN15进行了亚轨道试飞,虽然现场出现了一点小火花,但很快被扑灭。
亚轨道飞行的成功标志着星舰下一步就可以进行入轨首飞。
但等了两年,SpaceX星舰从众人的目光中沉寂,没人知道这两年星舰都经历了什么?
也有很多人不理解为啥都说SpaceX星舰牛?
首先做一下科普。
SpaceX旗下计划众多,星舰计划算是其中之一。
可能大家还记得前不久SpaceX的另一款火箭载人登月计划——“阿耳忒弥斯”计划。
“阿耳忒弥斯”计划
阿耳忒弥斯计划Artemis,2017年正式发布,计划在2024年完成载人绕月。
最终目标是在2028年前在月球表面建立永久基地,为登陆火星和更深层次的深空探测任务奠定基础。
(图源:NASA)
去年2022年,计划中的第一步Artemis 1“无人绕月飞行”顺利进行。
长达半个世纪之久,人类重新向月球发起“冲锋”号角,这次要做的科学研究更多也更复杂。
NASA的“阿尔忒弥斯计划”定然要超越之前的“阿波罗计划”,计划让月球成为人类探索宇宙的“补给站”。
月球是阿波罗宇宙飞船的最后一站,但它是猎户座飞船的第一站,它最终将越过月球到达火星。
(阿波罗登月计划)
“星舰(Starship)”计划
“星舰计划”的最终目标是能够帮助人类登陆火星,成功在火星降落。
从马斯克投资建造SpaceX的那一刻,他的目标就是让人类移居火星,在地球之外建造另个家园。
所以,SpaceX星舰是该环节的重中之重。
星舰的突破与尝试是从一款叫做Starhopper的火箭原型机开始的。
这款原型机实现了火箭150m的升高后垂直降落,接下来由MK系列轨道原型机继续突破下去,MK之后便是比较熟知的SN系列。
N1-SN7虽取得很多改良与突破但大多以尝试失败告终,直到SN8-SN11取得了极大的改善。
“星链”计划
“星链计划”自诞生以来就一直饱受诟病。
马斯克于2015年提出了“星链计划”,旨在通过建立近地卫星群,提供覆盖全球的高速互联网接入服务。
据马斯克所说,要实施完“星链计划”总共需要部署4.2万颗星链卫星。
没人知道4.2万颗星链卫星是福音还是威胁?
像是《流浪地球》一样,人类要到遥远的星系生存,需要有详细且靠谱的计划。
SpaceX星舰是其中一环,却事关SpaceX的生死存亡。
为什么这么说?
在开发星舰的时候,马斯克摒弃了固体火箭助推器,完全依赖液态主推进器来提供所有推力,为了获得足够多的推力,使用了33个猛禽甲烷液氧发动机并联。
(星舰B7)
啥是液氧发动机?
考虑到人类从地球到火星的路途遥远,无法携带所有的燃料,所有火箭需要在过程中自制燃料。
液氧发动机可以让宇航员在火星上通过光电板发电制备液氧,通过抓取火星大气中的二氧化碳制备甲烷。
传统的固体推进器无法做到。
下图为最新的星舰发动机布置底视图 。
的确是33台发动机 ,最里面3台,中间层10台,最外层20台,总计33台猛禽发动机。
33台猛禽发动机的推力是多少呢?
足以把一艘大型轮船(7700吨)推上天,堪称史上最大。
星舰几乎是 SpaceX 迄今为止最大的“野心”,但由于商用价值少,一直无法招商引资,完全是由 SpaceX自己一力承担研发成本。
为了摊平研发成本,SpaceX启动了“阿尔忒弥斯”计划,让NASA付钱支持,这样资源来源解决了一大半。
(星舰全舰图)
对于一般火箭来说,成功入轨已经是大功告成,但对于星舰来说,首飞成功至多不过是个开始。
对普通火箭来说,发射一次就报废了,但星舰需要做到可持续利用。
星舰需要重新回到大气层,并且着陆在地球,确保不会爆炸,期间的工程学问题十分棘手。
这还不算什么。
马斯克还要计划让星舰登月,再登火星。
由于星舰工程的复杂,SpaceX的二代星链的组网进度被大大拖延,因为这个项目本身需要星舰火箭的强大运载能力来完成。
(二代星链)
有人问,马斯克在不久前研发火箭,把特斯拉成功送上太空,之后又要载人环游月球,还要登陆火星,真的是要逆天的节奏啊。
SpaceX在过去十二年间,作为订单数额少,人员精简的创新型公司,重视人才,一步一步前进,横空出世。
根据知乎网友@九乡河龙牙的统计——
SpaceX以瞠目结舌的高效推进先后完成重大任务(商业及星链任务不算在内)有:
空间站CRS货运任务、美国空军第三代GPS任务、发射美国各类机构院校载荷任务(例如斯坦福、美国海洋局等)、美国空军高价值载荷验证任务STP-2(本次SpaceX重型猎鹰火力全开主动将美军2亿美元报价降至1.6亿美元,并坚决使用二手助推器,坚决搞多航天器同时搭车,最终完成航天史上难以置信的二级四次点火变轨任务)、载人龙飞船无人驾驶对接空间站、载人龙飞船无人驾驶逃逸。
这都是马斯克背后一次又一次的失败换来的。
从2015年1月10日猎鹰9号首次发射试验起,马斯克就初尝败果,火箭在甲板上直接爆炸。
2015年2月10日, 猎鹰9号第二次实验,因为海上风浪太大,接火箭的船被迫撤回,火箭不幸掉进海里,又失败了。
2015年4月15日,Space X再次发射猎鹰9号,火箭虽然成功着陆在驳船上了,但着陆后横向速度过大没停稳,最后没忍住又爆炸了,失败。
2015年6月28日,猎鹰9号火箭在给国际空间站补给货物时,火箭燃料箱中的一根压杆存在问题,火箭爆炸,还顺带把送往国际空间站的货运飞船弄得空中解体...又失败。
这种情况直到 2015年12月猎鹰九号第一次成功着陆回收后,才逐渐减少。
马斯克干脆把所有火箭发射失败的视屏做了个自黑集锦放在网上,名字叫就 “如何失败发射着陆轨道火箭助推器”。
最逗的是,有几段重音节拍还和火箭爆炸踩在同一拍子上...
一路走来经营这么多家公司面临的巨大压力,恐怕只有马斯克自己知道。
但这么多年来,不论成功或失败,马斯克始终没有忘记自己的初心---征服火星。
(图源:wapbaike)
就是为了这个梦想,他当初才毅然成立了Space X公司。
包括研制这么多的火箭,都是为了这个最初的梦想所努力。
像马斯克这样活得纯粹、只为自己的理想而活,从来都不是一件容易的事。
马斯克也用实际行动向我们证明:
梦想有多大,可能性就有多大。
希望马斯克能够一步一步最终实现自己的梦想,同时也能希望我们在有生之年能看到人类登上火星,寻觅到更广阔的世界。