我將會安於火星,但不是死於事故。——Elon Musk
主頁菌說
經過了一場研討會,有人說SpaceX慫了,當年吹的牛圓不回來了;有人說SpaceX變保守了,又一個ULA(聯合發射聯盟)誕生了
。但無論如何,馬斯克的火星之路還要走下去。如果你要問這篇文章的作用在哪裡?或許正如其作者說的那樣——穩定軍心。
想必,大家已經知道了,在近日的國際空間站研發會議上,
SpaceX創始人伊隆·馬斯克正式確認了「龍
」飛船動力著陸項目(也就是反推著陸)的取消
,原定於2020年的紅龍火星探測任務也隨之取消,一時間業界嘩然。
反推取消的原因,可以說是多方面的。
其中,NASA認為動力著陸相對於降落傘著陸,
可控性能更差
,導致其帶來的優點(如快速著陸)不足以蓋過其帶來的巨大風險。
作為商業載人項目的政府出資方,NASA已經不能承受再一次失去宇航員的傷痛。至此,他投上了至關重要的一票反對。2003年2月1日,哥倫比亞號太空梭在返回地球過程中發生事故解體,7名宇航員遇難。同事催生了NASA對載人航天器近乎「變態」的安全性要求。圖為事故調查人員根據打撈的殘骸還原太空梭和事故過程。
幾種載人航天器的乘員損失率(LOC率,Loss of Crew,越低安全性越好),NASA對波音和SpaceX都提出了1/270的「變態」要求,從圖中清晰可見,這要求遠高於目前表中任意一款現役載人航天器(感謝cmj版主的圖片)
這意味著,在失去NASA項目支持的情況下,SpaceX需要獨立開發此項目。這不是最好的情況,但可以勉強支撐。
馬斯克曾經稱「反推著陸是21世紀飛船著陸應該用的方式」。但這條路線相當孤獨,全世界在研及現役的所有載人飛船,無一採用類似方式
而在經歷了後續的測試,SpaceX發現,在復用大底上開孔的可伸縮著陸腿設計顯然不是最優秀的想法,這會損害熱盾的隔熱性能。而假如,花大力氣去改進設計,在獵鷹9的VTVL
(Vertical takeoff, vertical landing,垂直起飛,垂直降落)
項目成功的基礎上,作為半彈道再入的「紅龍」飛船數據卻不能給升力體設計的BFS再入提供更多的數據參考,這意味著BFS的EDL模擬幾乎需要重頭再來
二代「龍」飛船的著陸支腿要穿過防熱大底伸出來,這種設計雖然也有人用過,不過並非主流
此時,作為一個過渡項目的二代「
龍
」飛船動力著陸計劃便遭遇了巨大的危機。
伊隆說,叫停,這是一個艱難的決定。
藍色的空氣瀰漫在華盛頓的上空。
很多人認為,這將會是太空探索技術公司的一個轉折點,從青少年時期的天馬行空成長到了壯年的敦本務實。
有幾分道理,但不全是這樣。
曾經在2012年,在面臨技術資金及公司長遠規劃的問題時,
SpaceX果斷叫停了富有科幻氣息的獵鷹5號空射火箭項目。這為後來的獵鷹9號火箭鋪平了道路
,可以說是一個教科書式的抉擇。獵鷹5號,這是一款只存在於設計圖上的獵鷹火箭,顧名思義,火箭一級布置了5台Merlin發動機
記得這架前些日子刷爆網路的大飛機么,最早獵鷹5號曾經被選做Stratolaunch 發射系統的空射火箭,當然隨著獵鷹5號的取消,這段「姻緣」隨之終止
而在前不久,IBM的Watson將伊隆馬斯克評選為矽谷最謹慎的CEO,我們當時都是呵呵一笑。
嚴謹,一直是SpaceX的主旋律。
那麼,此時此刻,什麼才是未來?
在IAC 2016會議上,它叫做ITS(Interplanetary Transport System,行星際運輸系統),而伊隆自己,則更傾向它原本的名字,BFR。(或許今年的IAC上,他會改回這個名字,
Big Falcon Rocket,或者Big Fuc**** Rocket
)儘管一路坎坷,但是太空探索從來沒有終點。按照當前的計劃,10米直徑,火箭一級攜帶16台優化猛禽引擎的貨運版BFR將在2020年首飛,並努力在5個多月的飛行後,著陸上這顆粉紅色的浪漫星球。
以上,那65個字,是我們目前所知道的全部信息。(
儘管這個時間表極其科幻和樂觀
)此時此刻,我們可以做一些簡單的計算加合理猜想。10米直徑的16台引擎布局可以將地面猛禽的噴管面積比從40提高到50,根據經驗公式,單台海平面推力可以提高到310.9噸力,而總的真空推力則為5363噸力,地面比沖321s,真空比沖360s。火箭一級箭體總重為2568.8噸,可用推進劑質量為2263.9噸,其中,在計算中保留7%的推進劑用於返回。
懂的人自然知道這張圖是什麼,所以我們也不需要解釋
最優二級構型為3+1引擎布局。二級總質量869.6噸,其中可用推進劑質量799.4噸,真空猛禽推力1070噸,真空比沖382s。
此時,起飛重量3600噸,火箭高度70米左右,LEO運載能力161噸。
屆時,
從肯尼迪航天中心的LC-39A發射工位出發的貨運版BFR火箭(Cargo BFR)將會是人類有史以來威力最為巨大的運載火箭
。(略微超越土星五號,但是相較去年的版本縮水明顯)這或許是想像圖,或許是未來
在目前的設計藍圖上,
LC-39A
將能同時兼容獵鷹9系列和BFR系列的火箭,同樣,為了降低射前準備成本,貨運版BFR火箭
的射前準備將會繼續採用三平模式,並在39A目前機庫的東邊新建一個BFR機庫,同時,擴展39A排焰道也是選項之一。可以期待,如何在
可行性與經濟性
這兩個IAC 2017的主題下,將BFS儘快的送到火星,將會是伊隆以及擁有6000名員工的太空探索技術公司的目標所在。而在這個大框架下,嚴保任務成功率,並儘快的掌握快速復用技術,開拓新的商業模式,為即將到來的龐大任務構架募集資金,則是當務之急。
其他任何的炒作噱頭,都可以先緩一緩。
我們目前得知的,獵鷹9火箭的最新版本——Block 5型將在下周進入箭體總裝階段。
此外,重型獵鷹火箭首飛箭的三枚芯一級均已抵達肯尼迪航天中心。
圖為LC-39A發射工位的HIF廠房,圖中右側為重型獵鷹火箭的首飛箭助推器,左邊為芯級,因為清晰可見用於助推器分離的冷分離機構
圖中左側能隱約見到重型獵鷹火箭的另一枚助推器,也就是說這款備受期待的火箭已經在肯尼迪航天中心「集齊龍珠」了,請注意工作人員身上寫有「FH」字樣的T恤衫
「對於目前的火星計劃,我們的技術進度超乎你們的想像。」
9月,澳大利亞見!
名詞解釋:
MCT
:
Mars Colonial Transporter,這是SpaceX火星任務架構最早的名稱,在
去年9月正式公布之前,這一直都是最通用的叫法。
ITS
:Interplanetary Transport System,這是SpaceX在去年9月正式公布後對整個運輸系統的新名稱,改名的主要目的是為了表達這套系統不止能夠前往火星,也可以前往太陽系的其它星球。
MCT飛船
:也就是現在的
ITS飛船,指的是SpaceX設計的能夠前往火星的移民飛船。
BFR
:Big Falcon Rocket,這是在MCT時代的叫法,後來改名叫ITS launch vehicle,指的是將MCT飛船送入軌道的火箭部分。
加油船
:一般稱之為Tanker,專門為MCT飛船進行在軌加註的一種飛船,其實它只是MCT飛船貨運版的一種。
VTVL
:Vertical takeoff, vertical landing,垂直起飛,垂直降落。
EDL
:Entry, Descent and Landing,進入,下降和著陸。
近期鑒於蘋果公司的抽成行為,I-Phone用戶打賞清掃這裡,打賞都將轉給作者本人。
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