7500吨星舰炸成碎片,科学家猜出原因,看来中国这条路走对了
与美国登月计划直接挂钩的星舰一炸再炸,发射现场却众人欢呼、掌声不断,马斯克也高调发文“祝贺”,这是为何?
前言:星舰是NASA宇航员前往月球的重要运载工具,今年4月,马斯克Space X公司就曾进行过星舰试运行,结果因为关键问题未能解决,最终掉落在太平洋。11月份,星舰二次发射,又在90英里约145千米高度时凌空爆炸,随后失去联系,最终被迫启动自毁系统。但令人讶异的是,此次失败却被美国人称为“成功的失败”,对着一堆碎片,国内外却欢高声欢呼,这到底是为何?唯一可以肯定是,两相对比下,中国道路真的走对了。
(图解:星舰是美国研制的重型运载火箭,配备39台猛禽发动机)
1、星舰炸了,美国登月计划受阻
在探究为何众人看到星舰爆炸欢呼一事前,我们需要先解决这样几个问题:
一、星舰到底是什么?
二、它与普通火箭有何关系?
三、星舰的成功与失败,对美国来说意味着什么?
早在2012年时,Space X公司就对火星移民所需的运输飞船展开研究,而后将其命名为火星移民运输船(MCT)。2016年时,MCT升级改进为ITS,即研发一款直径在12米左右的大型运输火箭,2018年最终更名为星舰,也就是我们要着重介绍的主人公。
通过各方介绍与资料的补充,我们可以了解到,星舰属于一款重型运载火箭。按照计划,星舰试射成功后,将可以进行到下一步,比如说研制可回收、重复使用的运输系统,而后完成宇航员前往月球乃至火星的重要任务。
(图解:星舰发射直播画面截图)
所以,不论是体型还是成本的控制上,星舰火箭都要远比普通火箭更具发展潜力。
2019年时,星舰原型“星虫”成功点火升空,但从2020年开始,Space X公司研制的几艘星舰原型机就接连在测试中爆炸,试飞时间甚至超不过1分钟。
今年2月,星舰终于全面静态点火测试,最终33台猛禽发动机中有31台都成功点燃。4月时Space X公司首次提交无人飞行测试,结果因为压力阀故障与助推器分离失败问题,工作人员被迫引爆星舰。
11月,Space X公司改良了4月时所有缺陷,并再一次尝试发射,最终“行驶了几分钟”后,火箭下部助推器级凌空爆炸。
(图解:马斯克笑着与爆炸的星舰进行合影)
2、马斯克笑了,全场欢呼鼓掌
伴随着无数火光,现场瞬间响起久久不息的掌声与欢呼声。
当镜头转到马斯克那边时,其直接拿出手机与炸成“大号礼花”的星舰来了张合影,露出极其灿烂的微笑。事后,马斯克还在社交平台上发文称“祝贺”。
这样的反常,让不少人感到疑惑。
事实上,背后原因并不难理解,正如马斯克所说,“虽然此次发射任务失败了,但它却是成功的失败,通过挫折才能够吸取到更多教训,为几个月后的发射做足准备”。
《硅谷101》节目中,Space X公司前高管刘易斯·洪(Lewis Hong)发表相同意见,他认为,只要星舰不在发射台上爆炸,那就是成功的。
那么,做到何种地步星舰,才能够称得上“特别成功”?
刘易斯·洪笑着表示,星舰离开发射台已经算是一种成功,当然,倘若火箭可以进入太空轨道,那便相当于“里程碑式成就”,若是进入轨道之后还可以回收回来,那无异于“特别成功”。
事实上,从刘易斯·洪的言论中不难看出,星舰最终目标在于可回收、可重复使用,这也正是马斯克的目标,他想要通过火箭的回收利用来降低成本。
(图解:宇宙神-5火箭,发射成本达到1.5亿美元)
北京商报曾公布这样一组数据:不光美国,世界各国都面临着相同的火箭成本问题。
发射成本之高昂,动辄上亿美元,以美国为例,宇宙神-5发射报价达到1.5亿美元,德尔塔-4更是高达3.5亿美元。除了发射成本外,加上制造等环节,那SLS火箭发动机与助推器成本就已经拔高到131亿美元。
因此,可重复使用火箭,就成为当下各国降低火箭成本的主要方法。
3、星舰越不过的那道坎,中国做到了
近几年来,中国航天正在全面发展,梦圆“天宫”、首次发现“嫦娥石”……面对火箭成本问题,中国也想出不少方式来降低成本:一种是研发液体发动机,另一种是尽可能让火箭“满载”起飞,一次携带更多枚卫星。
值得一提的是,中国当前已经在液体火箭方面取得重大进展,成为“全球首个”完成液态甲烷可重复使用火箭发射以及全尺寸一子级垂直回收飞行试验的国家。
(图解:朱雀二号运载火箭是全球收款成功入轨的液氧甲烷火箭)
据中新网报道,进入11月后,中国就发射了“双曲线二号”验证火箭,耗时1分钟左右,火箭精准着陆。
此次发射任务,有效验证了国产自主研制可重复使用火箭相关方案的正确性,同时也获取了液体甲烷火箭的一些核心技术实验数据,为今后“双曲线三号”中大型可重复使用火箭奠定技术基础。
在“双曲线二号”之前,中国还完成了朱雀二号运载火箭的全球首次液氧甲烷火箭入轨任务。
之所以将星舰爆炸事件与液氧甲烷火箭联系在一起,主要是因为报道中提到,美国星舰此次达到90英里、相当于145千米的高度,虽然之后大部分火箭还在继续运行,但高度却持续下降,始终无法跨过150千米这道坎儿。
科学家分析后猜测,这主要是因为星舰使用的猛禽发动机,受到积碳影响。
包括我国在内的很多国家都在加速研发液氧甲烷火箭,这是因为甲烷燃烧过程中并不会产生太多碳,而采用其他燃料的火箭发动机则做不到,产生的积碳很容易堵塞喷管喉部以及再生冷却回路,进而造成火箭爆炸。
总而言之,火箭回收概念由SpaceX公司率先提出,星舰作为典型作品,理应成为其他国家的参考对象,但事实是,中国比美国研究时间晚,却更快地突破。同时也表明,中国现在走的这条路,的确走对了。
结语:对于星舰爆炸一事,大家还有什么了解的吗?欢迎在评论区留下您的看法和故事。
我来说两句