去火星多难?马斯克说首次发射不炸就是一种成功

SpaceX 的创始人伊隆·马斯克一向是以大胆形象示人的,SpaceX 现阶段的可回收火箭和未来的火星计划在全世界的航天产业里都非常超前,曾经面临很多质疑。

现在 SpaceX 的回收火箭已经成功十几次,而且以最低价格在商业火箭发射市场异军突起,质疑似乎少了很多。

所以马斯克最近的谈话显得很反常。

在华盛顿举行的国际空间站研发大会上,伊隆·马斯克对新项目进展发表了非常保守的说法:“猎鹰重型”火箭可能在首次发射时爆炸。他说,他甚至希望火箭爆炸的时候远离发射台,不损坏发射台甚至可以算作某种成功。

马斯克解释了猎鹰重型火箭遇到的困难。建造中的猎鹰重型火箭理论上非常简单,就是三个目前已经发射很多次的 SpaceX“猎鹰九号”的可回收第一级并在一起。

但是后来发现,这种设计带来的箭身受力和空气动力学变化很大,震动成倍增加。于是火箭的芯级不得不重新设计。

实际上,猎鹰重型的问题源自于现在的猎鹰九号。

猎鹰重型艺术图

猎鹰九号之所以叫这个名字,是因为第一级火箭装有9台默林 1D 型液氧煤油火箭发动机,这是 SpaceX 作为一家小公司为了精简生产,目前只投产了这一种火箭发动机。

但第一级装有这么多台发动机在同级别的火箭中是不常见的,因为发动机数量越多,零配件的数量也就越多,从概率上来说故障可能性就成倍增加。

实际上,作为载荷能力相近的火箭,由波音和联合发射联盟设计制造的德尔四号重型火箭,第一级只有一台 RS-68 火箭发动机。

和德尔四号重型火箭是并联了三枚德尔塔四号的第一级开发而来类似,猎鹰九号重型差不多相当于把三枚猎鹰九号捆在一起。如此一来,猎鹰九号重型在发射时会同时有 27 台发动机点火,所以马斯克会对初次发射这么悲观。

而且,猎鹰九号还有更大的野心,它的三枚第一级火箭都是可以回收的。在发射后的第一阶段,两枚作为助推器的第一级火箭会在脱离后自动飞回发射场,就像现在的猎鹰九号一样;芯级会继续推动载荷,随后在更高位置脱离,随后也会返回发射场。

换句话说,SpaceX 不仅要保证一枚第一级有 27 台发动机的复杂火箭顺利把载荷送上轨道,还要保证它有让大部分火箭结构飞回来的余量。这相当困难,因为猎鹰九号重型火箭一开始就是为了载人设计的,它的载荷能力接近 1960 年代“阿波罗”计划中的土星五号火箭,拥有把人送上月球的能力。

但人和货物不一样,需要更高的安全标准,当然失败需要承担更大的代价。对于 SpaceX 这样的私人公司,让火箭的安全标准达到 NASA 要求是一回事,真的要出了人员伤亡的事故,公司很大概率会短时间关门。

对于未来搭载猎鹰九号重型火箭上天的宇航员,马斯克开玩笑说,第一批乘客可能需要是“勇敢的人”。他说的大概就是需要有勇气面对可能的任务失败。

他同时说,欢迎到时候民众前往佛罗里达州卡纳维拉尔角观看第一次发射,保证令人兴奋。目前猎鹰九号重型的发射工位正在该处的肯尼迪航天中心 39A 工位建设中,初次发射预计在今年 9 月到 10 月。

马斯克还谈到了更远期的火星计划:未来用于登陆火星表面的“红龙”飞船也面临涉及大幅修改,要把火箭反推软着陆改成依靠降落伞的软着陆。

红龙飞船艺术图

“红龙”飞船基于现在还在试验状态的载人飞船“龙二号”,本来的计划中,这种飞船降落星球表面时将采用发动机点火反推的方式着陆,就像猎鹰九号回收第一级火箭那样。

但目前这个计划暂时被搁置,红龙和龙二号都将重新设计降落伞。

目前不清楚是发动机的研发遇到了困难还是安全问题导致计划变更,但总的来说,火箭反推的技术难度当然高于降落伞降落,毕竟降落伞是一种只要打开就几乎万无一失的设备,和需要精确控制点火的发动机没法相比。

目前,无论是俄罗斯的“联盟”还是中国的“神舟”号飞船都是主要使用降落伞减速着陆的。

但马斯克也说,发动机方案没有彻底放弃,毕竟飞船的发射终止逃逸系统也需要发动机。关于 SpaceX 的火星计划更多细节,马斯克说可能会在 9 月在澳大利亚的国际空间大会上宣布更多消息。

SOURCE: http://tech.163.com/17/0724/09/CQ3ORM2L00097U81.html

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