用 30 年来运力最强的火箭 把自家跑车送向火星!

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所属分类:时事焦点

终于,在万众期待下,跳票了四年多,临近发射还反复拖延的猎鹰重型火箭,带着马一龙心爱的红色跑车跑路了,可喜可贺,可喜可贺。

话说回来,猎鹰重型运载火箭在刚放出概念图的时候,笔者实际上是一点都不相信的。因为这个东西实在是让人难以认为它能成功起飞——毕竟第一级足足 27 个发动机。上一个这么干的还是苏联人的登月火箭 N-1,第一级上装了足足 30 台 NK-15 发动机,结果四射四炸。NK-15 是个好发动机,可惜科罗廖夫同志早逝,摊上了不靠谱的设计师。在当时的控制水平与材料加工技术下,想要取得成功,几乎是不可能的。

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【图 1】N-1 火箭在组装车间

回到猎鹰重型火箭本身,虽然现今的科技水平已经不可与当年同日而语,但有这么一个前车之鉴,作为吃瓜群众的我们,还是要捏着一把汗的。更重要的是,此次发射的猎鹰重型火箭,其两枚助推器还是二手货,这更增大了不确定的因素。就连马斯克自己在发射前也不得不承认,首飞有可能失败。

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【图 2】猎鹰重型火箭的尾端

从结构上看,猎鹰重型火箭相当于一个经结构加强后的猎鹰九号(因为受力显著增加),捆绑上两个普通的猎鹰九号的一子级。一枚猎鹰九号的一级有九个发动机,那么三枚捆绑在一起,就有了前面所言 27 个发动机。其低地球轨道(LEO)的最大运力也从刚披露时的 53 吨也一路涨到 63.8 吨,是目前阶段(也是 30 年来)运力最强大的火箭。换算成火星转移轨道(TMI)的最大运力也有 16.8 吨。而这次的载荷仅仅是一台红色跑车 Tesla Roadster,可见运力过剩到什么程度。

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【图 3】偌大个整流罩装这么小的车

由于运力的严重过剩,因此此次回收计划中,两枚助推级将返回到地面进行回收,而由于猎鹰重型运载火箭的芯一级工作时间相对较长,因此对于芯一级的回收,将在海上进行。

按 SpaceX 内部不愿意透露姓名的工作人员的说法,火星总督马斯克执行的是 1.88 倍地球时间的火星时,因此一般说 X 天后发射,在后面乘上 1.88 这个系数就差不多了。猎鹰重型火箭作为现在全世界航天界聚焦的宠儿,也不例外。早在去年 12 月 29 日,其就已经在肯尼迪航天中心(KSC)39A 发射架上准备,放出话说要在一月中旬发射——用的是火星时间。如此长时间的静置也差点让猎鹰重型成为了鸽子重型,而咕咕咕的原因也很简单,静态点火试验没准备好。

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【图 4】上架了的猎鹰重型

所谓静态点火试验,就是火箭在起飞之前,需要进行静态点火,以获得火箭全箭在发动机工作情况下的一系列参数,从而可以进行一些调整,为最终发射做足准备。特别是像 SpaceX 这种发动机要复用的,每次发射完以后,发动机的情况都会发生一些变化,因此静态点火实验是关键的一环。

操作方法也很简单:点个火,用强而有力的牵引释放在装置将整个火箭牢牢地固定在地面上即可。由于静态点火是真正要玩火的,因此一般而言是不搭载任何载荷,测试完后再装上去,稍微麻烦一点。不过这么做也是颇有道理——之前 2016 年静态点火测试出现故障,箭上价值两亿美刀的 AMOS-6 卫星还在老歪脖子树上看着大家。当然这里的话,载荷也就一辆几十万美刀的跑车,比起几个亿的卫星来说,实在是毛毛雨,因此这里也不必找这个麻烦。

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【图 5】大到土星五号,也被牵引释放装置给牢牢地摁在发射架上

但是这个原定于 1 月 6 日的首次点火试验,却一拖再拖。无理由地从 6 号一路拖到 15 号,好不容易在 16 号早上 8 点半说,就今天了!当天下午 5 点半又自打脸,拖到 19 号。然而 19 号还要给 SBRIS 让路——这玩意儿可是国防部的红外导弹预警卫星,是大佬,惹不起。就继续拖到 21 号,不幸赶上政府停摆,空军测控联队摆摆手 “政府一日不上班,引擎一日不测试”。好在两天后,特朗普签署了法案,给美政府续上了一段时间,这边前脚刚签署完,后脚就成功点火试验了。不得不说,重型火箭就是重型火箭,喷的烟都给人一种特殊的气息。

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【图 6】这气息真是让人熟悉啊

就在测试完毕后一周,美国联邦航空管理局也给了猎鹰重型火箭发射许可,算是正式确定了它的发射进程——这也意味着这个准备了一个多月装备的猎鹰,终于可以一飞冲天了。

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【图 7】正式签发发射许可

现在猎鹰火箭已经飞上了高空,载荷向着火星进发,相关回收工作也在紧张进行。不过无论如何,有一点是可以肯定的——这辆红色跑车,在飞掠了火星轨道之后,就进入了环日轨道,如果没有其它天体对它施加影响的话,它将在轨道上飞行几十亿年,相比于普通汽车几十年的寿命而言,可真算是“万世长存”了。

 

本文来自科普中国移动端。

 

附上油管视频地址:https://youtu.be/j8wxV-lUsZg

 

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目前评论:4   其中:访客  2   博主  2

    • avatar ZAERA博客 3

      一个不放弃的男人又给我们上了一课

        • avatar 唯心寒辞  博主

          是的,坚持不懈

        • avatar 梁兴健 2

          跟马斯克一起去火星抓火星人 :grin:

            • avatar 唯心寒辞  博主

              火星还很远,哈哈