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人类最强火箭 SpaceX 星际飞船最快今晚发射:33 个引擎“巨无霸”,马斯克称成功率 50%

2023/4/17 8:42:18 来源:网易科技 作者:辰辰 责编:汪淼

4 月 17 日消息,SpaceX 计划于美国东部时间周一早上进行发射测试,首次尝试将整个星际飞船系统点火升空。如果一切顺利的话,这将为人类探索太空带来全新方式。

上周五,美国联邦航空管理局 (FAA)已经向 SpaceX 颁发了发射许可证。SpaceX 表示,星际飞船系统从美国东部时间周一上午 8 点(北京时间周一晚 8 点)开始有两个半小时的发射时间窗口。如果当天的发射因故延期,接下来的几天内还会有其他发射机会。

超级重型助推器和顶部的星际飞船堆叠在一起近 400 英尺(约合 121 米),单单助推器就搭载了 33 部发动机。美国国家航空航天局(NASA)局长比尔・尼尔森 (Bill Nelson) 总喜欢吹嘘旗下的巨型登月火箭太空发射系统(SLS)。但星际飞船系统的推力几乎是 SLS 火箭的两倍;而且 NASA 的 SLS 火箭在发射有效载荷后会坠入海洋,但星际飞船系统的设计是在发射后返回地面,然后再次使用。

如果说 SLS 代表了传统的火箭设计方法,那么星际飞船系统则是现代太空飞行的象征。星际飞船设计上有在轨道上加注燃料的能力,这使得 SpaceX 可以将大量货物和几十人送入遥远太空。而且星际飞船是可重复使用的,预计运行成本也会远远低于 SLS。

此次发射将是 SpaceX 公司首次尝试发射整个星际飞船系统,其中既包括超级重型助推器,也包括顶部的星际飞船。考虑到整体系统的尺寸和复杂性,成功发射将是一次壮举。SpaceX 在一份声明中说:“这种测试衡量成功的标准是我们能从中学到多少东西。在 SpaceX 迅速推进星际飞船开发的过程中,这种测试将为未来成功提供更多信息并提高成功概率。”

马斯克上个月在摩根士丹利主办的一次会议上表示,第一次发射成功的概率为 50%。“我不是说它会进入轨道,但我保证肯定会很精彩,”马斯克说。“不会枯燥无味。”

如果这次能成功飞行,那么星际飞船系统不仅可以作为探索工具,也可以作为科学研究工具。由于这种巨型火箭能将大质量物体送入轨道,天文学家和天体物理学家开始重新思考能用它来发射什么样的望远镜和仪器。

根据 SpaceX 在 2020 年发布的一份用户指南,在完全可重复使用的前提下,星际飞船系统将能够将超过 100 吨货物送到月球,能送到近地轨道的货物会更多。

根据 NASA 的数据,目前 SLS 火箭能将 27 吨有效载荷送上月球。即便进行升级后,SLS 火箭向月球运送有效载荷的能力也只能加到 38 吨。

三位天文学家和物理学家在《今日物理学》(Physics Today) 上发表的一篇文章预测:“假设能成功,那么星际飞船系统将极大增强我们的太空探索能力,从本质上改变天体物理学任务的架构。”“… 太空天体物理学任务一直受到发射能力的严格限制,20 年里都没有什么实质性变化。”

美国国家科学、工程和医学院(NASEM)去年的一份报告表示,“星际飞船系统可以容纳比传统 NASA 行星级负载大得多、重得多的有效载荷,传统 NASA 负载因为发射成本而尽可能减少有效载荷尺寸和质量的需要会大大降低。”

“这真的就简单多了。当你为天文学设计任何任务时,都会受到火箭可用质量的限制,”哈佛和史密森天体物理中心高级天体物理学家马丁・埃尔维斯 (Martin Elvis) 在接受采访时说。例如,NASA 的詹姆斯・韦伯太空望远镜必须设计成可折叠,这样才能塞进阿丽亚娜 5 号火箭的鼻锥中进入太空。而且韦伯太空望远镜的总质量不到 14000 磅(约合 6.35 吨),远远小于星际飞船系统的负载。

“你的整个开发过程,你的整个设计过程,都会变得很简单,”埃尔维斯说。“这能节省大量成本。”

事实上,星际飞船的货运空间很大,以至于航天工业可能需要一段时间才能适应。

咨询公司 Bryce Space and Technology 首席执行官卡里萨・克里斯滕森(Carissa Christensen)说:“星际飞船系统对于目前的大多数有效载荷来说都太大了。”“但如果发射价格足够便宜,这可能就无关紧要了。短期内星际飞船可以直接替代性能较差的火箭。而真正的影响将是如何利用巨大容量的新理念,市场需要几年时间来设计和制造针对星际飞船优化过的有效载荷。”

星际飞船系统设计上的承诺和 SpaceX 首席执行官埃隆・马斯克(Elon Musk)有关“星际飞船系统可以让人类殖民火星成为现实”的断言吸引到大批拥趸。多年来,他们一直在听马斯克发表各种关于巨型火箭的演讲,痴迷跟踪星际飞船的设计迭代,还前往 SpaceX 位于得克萨斯州偏远南部地区的星舰基地参观。

星际飞船系统也赢得了 NASA 的支持,其已经成为探月项目的核心装备。2021 年,NASA 授予 SpaceX 一份价值 29 亿美元的合同,让其开发能让宇航员在月球表面顺利着陆的运载工具,这也是阿尔忒弥斯登月计划的重要组成部分。

还有客户已经预订星际飞船的飞行。日本亿万富翁前泽友作已经和其他几位普通人预订了一次绕月旅行。另一位亿万富翁贾里德・艾萨克曼 (Jared Isaacman) 曾在 2021 年搭乘 SpaceX 的载人龙飞船进入轨道,他也计划与人一起执行星际飞船飞行任务。不过,目前还不清楚这两人计划何时搭乘星际飞船升空。

近期来看,SpaceX 需要用定期发射升空的星际飞船将新一代“星链”互联网卫星送入轨道。这些新卫星比目前由猎鹰 9 号火箭批量发射的卫星功能更强。但马斯克表示,新卫星要重得多,有 1.25 吨,需要更大动力的火箭。

但首先,SpaceX 需要一次成功发射。

在早些时候进行的测试活动中,SpaceX 不少星际飞船原型都爆炸了。也有飞船原型升到距地 10 公里的高空,但在尝试着陆时发生爆炸。所幸最终 SpaceX 在测试中实现了星际飞船发射后的成功着陆。

去年,SpaceX 首次发射星际飞船系统的计划获得了 FAA 初步批准。管理局要求 SpaceX 在获得发射许可证之前采取行动保护周围环境,减少发射活动对附近公共海滩和野生动物保护区的影响。

周一进行的发射测试要比之前规模大得多。星际飞船将被堆叠在搭载 33 部猛禽发动机的超级重型助推器之上升空,在全球大部分地区高速飞行,随后穿过大气层坠入夏威夷海岸附近的海洋中。

马斯克表示,如果这次发射失败,SpaceX 会很快再次尝试。“我们正在得克萨斯州南部建造多艘星际飞船,所以我认为我们今年有 80% 的机会进入轨道。”

在这次测试中,SpaceX 不会尝试让星际飞船或超级重型助推器着陆。最终 SpaceX 希望助推器能返回发射塔,被机械臂牢牢抓住

星际飞船本身在完成任务并重新进入地球大气层后,会翻转到水平飞行姿态并坠向地面,在接近地面时恢复垂直姿态,重新点燃发动机,然后降落到着陆台上。SpaceX 表示,这项技术能让星际飞船系统“在太阳系中没有跑道的目的地执行任务”。

马斯克说,一旦投入使用,星际飞船可以将“进入太空的成本降低几个数量级”,使人们能够前往火星,并最终实现人类成为“多星球物种”的目标。

“我们不想成为那种很差劲的单一星球文明,”马斯克说。

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关键词:SpaceX星际飞船星舰

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