科普:世界「重型火箭」知多少
美國太空探索技術公司重型運載火箭「獵鷹重型」6日首飛成功,這個第一級就擁有27個引擎的「大傢伙」是世界現役最強運載火箭。但「獵鷹重型」也並非一枝獨秀,運載火箭界還有哪些「大塊頭」?
怎樣才算得上「重型火箭」?根據美國航天局網站的定義,一般來講重型運載火箭的有效載荷較大。如有史以來最強大的「土星5號」火箭可將超過100噸載荷送入近地軌道,但在1973年最後一次發射後,它已經退役。
國際上常見的現役重型運載火箭有如下四種。
「德爾塔4」型火箭——本世紀初美國低成本火箭研究計劃的產物,是具有11噸到25噸近地軌道運力的中型大推力火箭。第一級採用液氫和液氧作為燃料。這種火箭在本世紀初推出後,因成本低廉、性能可靠而一炮走紅。
「宇宙神5」型火箭——由美國聯合發射聯盟公司生產,近地軌道運力約19噸,地球同步轉移軌道運力約9噸。由於所用發動機為俄羅斯生產,美國國會立法禁止美國相關機構今後使用「宇宙神5」型火箭,這也是該公司研發「火神」火箭的原因。
「阿麗亞娜5」型火箭——歐洲生產的大推力運載火箭,1996年首次試驗發射,1999年投入商業發射。火箭可將20噸載荷送至近地軌道,將10噸載荷送至地球同步轉移軌道。
「安加拉5」型火箭——俄羅斯的大型運載火箭,2014年首次發射成功。火箭近地軌道運力近25噸,地球同步轉移軌道運力可達7噸以上。
此外,還有四種重型運載火箭正在研發過程之中。
「新格林」火箭——這是亞馬遜公司創始人傑夫·貝索斯創建的藍色起源公司計劃推出的大推力運載火箭,將使用7個以天然氣和液氧為燃料的發動機驅動,其三級版本高95米,第三級裝備使用液氫與液氧的發動機,可將載荷發射至近地軌道以外。
「火神」火箭——這是美國聯合發射聯盟公司推出的新一代火箭,計劃於2019年取代公司現有的「宇宙神5」型火箭,並有望最終取代「德爾塔4」型火箭。這種火箭第一級可以空中回收,但回收方案與美國太空探索技術公司的「獵鷹」系列火箭不同。據介紹,它的第一級發動機會在高空與火箭燃料箱等分離,然後打開降落傘降速,下降到一定高度再派直升機將其抓住。
「太空發射系統」火箭——這是美國航天局深空探索計劃的一部分,該計劃打算將人送上火星。這種火箭由太空梭演變而來,預計燃料為液氫和液氧。據美國航天局網站說,「太空發射系統」的最高載荷可達130噸。
新「能源」火箭——俄羅斯國家航天事務集團表示將以曾經可與「土星5號」媲美的蘇聯「能源」火箭技術為基礎,改進「格魯什科」科學生產公司製造的RD-171型火箭發動機,在未來5至7年研製出近地軌道運載能力達160噸的超重型運載火箭,用於探索月球及其他天體的任務。
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重型獵鷹發射的Roadster越過火星軌道 正在前往小行星帶
作為 SpaceX 重型獵鷹火箭首次試射的「有效載荷」,伊隆·馬斯克為其選擇了一輛特斯拉的 Roadster 。雖然大家很擔心火箭會成為一枚「大炮仗」,但幸運的是,這輛 Roadster 已經遠超人們的預期,現正朝著太陽系更深的地方漫遊 —— 越過火星,前往火星與木星之間的小行星帶。觀看了直播的朋友們應該知道,在成功發射之後,這輛車在太空中漂浮了 6 個小時,此舉旨在向美國空軍展示一種特殊的軌道機動。
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之後,火箭引擎在太空中完成了最後一次點火,並將 Roadster 投放到了既定的軌道上。據加州南部居民爆料,他們在美東時間當晚 9:30 看到夜空被點亮。
不過現在看來,發動機的點火工作似乎好得過頭了。SpaceX CEO 伊隆·馬斯克在推特上分享了一張圖片,展示了 Roadster 在這之後的旅行路線。
從圖片來看,Roadster 應該已經進入了小行星帶,且相對接近於穀神星(Ceres)的軌道。至於這輛車最終會經歷到什麼,目前誰也猜不到。
馬斯克曾在發射後不久表示,該車有極端微小的可能會撞擊到火星。至於該車會跑到其它地方的可能性,目前 SpaceX 暫未出面澄清。
行星科學家們也在 Twitter 上請求獲知更多細節,從而計算出該車的終極碰撞軌道、以及它會在深空中待上多久。
總而言之,這輛特斯拉的旅程,無疑證明了獵鷹重型火箭將物體投放到深空的能力。此外對於行星資源和深空工業等正在研究小行星採礦技術的太空探索企業來說,它也是極具吸引力的一種選擇。
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