本篇出自合作媒體「愛范兒」經授權刊登於本站,作者:李超凡

今天凌晨,ELON MUSK 的Space X 獵鷹重型(Falcon Heavy)火箭載著一輛特斯拉 Roadster Roadster 首飛發射成功,並成功回收三枚助推火箭中的兩枚,人類現役最強的運載火箭在燦爛如煙花的火焰中橫空出世。

Speace X Falcon Heavy 發射成功,回顧人類大型太空載具發展史

MUSK 介紹,獵鷹重型火箭在一條遠地點7000公里的停泊軌道上滑行6小時後,將穿越範艾倫輻射帶後再進行第3次點火。

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屆時在浩瀚的太空中,身穿宇航服的假人Starman 將乘坐著櫻桃紅的特斯拉跑車在太空中遨遊,車內無限循環著David Bowie 的《Space Oddity》,浪漫至極,連川普也忍不住點讚。

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「重型獵鷹」的成功發射,開啟了人類航空時代的新征程,人類距離移民火星又近了一步。

而這次發射真正令人興奮的,並不是獵鷹重型火箭成為世界運力最強的火箭,實際上它也不是人類史上最強的運載火箭,但也並不妨礙「重型獵鷹」載入人類史冊。

Falcon Heavy 獵鷹重型火箭發射過程:

 

把 Falcon Heavy 甩在身後,人類史上最強的運載火箭

今天獵鷹重型火箭發射地點,是在佛羅里達肯尼迪航天中心LC-39A 發射平台,這裡見證了人類航空史上的眾多里程碑:阿波羅11 號登月、天空實驗室、航天飛機計劃……

其中還包括了人類史上最強的運載火箭—— 土星5號Saturn V)。

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(最後一枚土星5 號)

 

在講土星5 號之前,可以先看看我們的航天新星,現役運載能力最強的獵鷹重型(Falcon Heavy)火箭有多強大。

「重型獵鷹」發射時有27 台梅林1D 發動機,可提供超過2280 噸的推力,這相當於18 架波音747 客機以最大功率運轉。而「重型獵鷹」在近地軌道(LEO)的運載能力達到63.8 噸。這相當於可以把一架裝滿燃料、乘客和行李的波音737 客機送上太空。

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(「重型獵鷹」的發動機)

好了,以上就是目前世界上火箭的最大運力。然而「重型獵鷹」的運載能力還不足土星5 號的一半。

土星5 號由美國航空航天局(NASA)在上世紀六十年代研發設計的運載火箭,至今仍是人類使用過的最高、最重、推力最強的運載火箭。

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(土星5 號和它的主要設計者馮·布勞恩)

土星5 號高達110.6 米,重約3039 噸,推力可達3408 噸,而它至今保持著人類史上火箭最大的運載能力記錄:近地軌道(LEO)140 噸,比獵鷹重型火箭的兩倍還多。

這些理論上的數據並不能讓土星5 號成為史上最強運載火箭系統,只有當它順利地進入太空才算成功。而土星5 號不僅一次次發射成功,還成為航空史那些里程碑事件的幕後功臣。

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(土星5 號運載過的火箭)

 

從1967 年首飛到1973 年退役,土星5 號共發射了17 次,從未發生過任何事故,沒損失過任何有效載荷,成功率達100 %。

其中有三次發射最為矚目,一次是1968 年載著阿波羅8 號和3 名太空人完成了人類第一次繞月飛行。

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(阿波羅8 號所用的土星5 號一級火箭)

一次是1969 年載著阿波羅11 號實現了人類的首次登月。

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(阿波羅11 號發射)

最後一次是1973 年將美國第一個環繞地球球的太空站——天空實驗室送入近地軌道。

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(土星5 號最後一次任務,將天空實驗室送入近地軌道)

 

這些在航空史上留名的發射記錄成為了土星5 號的一枚枚勳章,讓其成為前無古人,至今仍未有來者的最強運載火箭。

其實如果要單論推力,土星5號還是略微次於蘇聯的能源號運載火箭的,能源號的推力達到3500噸,近地軌道的運載能力也不低於100噸。

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(能源號運載火箭)

然而能源號僅執行過兩次發射任務,其中一次以失敗告終,成功將暴風雪號太空梭入預定軌道的那次也是不載人的。之後隨著蘇聯解體能源號也隨之停產,僅存的能源號M 火箭被束之高閣,直到2002 年因廠房坍塌而被摧毀。

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(能源號運載火箭)

 

眼下有可能打破的土星5 號運載能力記錄的,暫時還不會是Space X 的獵鷹重型火箭,而是NASA 計劃於今年建造完成的太空發射系統(SLS),推力最高可能達到165 噸,最終目的地是火星。

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不過獵鷹重型火箭卻做到了NASA 都沒有做到的事。

 

NASA 蘇聯都沒做到的事,Space X 做成了

上面提到的土星5 號,其實是美蘇冷戰時期「太空競賽」的產物。雙方都投入了大量的資金和人力在航天航空領域上,其中僅土星5 號項目在不到十年間就耗費了65 億美元,相當於現在的近1700 億美元。更不必說耗資更大(240 億美元)的阿波羅計劃。

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(世界上所有運載火箭排名)

 

而冷戰的另一主角蘇聯也不甘示弱,但結果要悲慘得多。

為了抗衡美國的土星5號,蘇聯也開始研發以載人登月為目標的的N-1運載火箭。N-1運載火箭發射時由30台NK-15發動機驅動,A段推力達到4620噸,遠超土星5號。

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(N-1運載火箭)

 

雖然推力強大,可N-1 運載火箭近地軌道的運載能力還不如土星5 號,只有95 噸。這是因為N-1 運載火箭採用了煤油做燃料,而土星5 號則已經用上了更輕的氫氧燃料。

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(N-1運載火箭)

差點就差點吧,只要發射成功「史上最強推力火箭」的稱號就到手了,肯定會讓美國人目瞪口呆。

或許是立功心切,也可能是資金不足,蘇聯在沒對所有30 個一級發動機進行地面測試的情況下就進行發射,N-1 運載火箭共發射了四次,奇怪的是次次都不在事前進行地面測試,結果毫無意外全部失敗,蘇聯人的登月夢也就此破滅。

這些發射失敗釀成了一系列在航空史上匪夷所思的慘烈事故。

1969 年6 月3 日,N-1 運載火箭在發射過程中由於一顆螺絲的鬆動,導致火箭在發射時發生爆炸,整個發射基地被炸毀,這次發射也被稱為人類史上最大的非核爆事故。

然而這樣奇葩事故在蘇聯航空史發生過不止一次,1960 年蘇聯金星號運載火箭發射時沒有按計劃點火,幾十名航空專家為查明事故點火,突然發動機起火爆炸,160 名蘇聯航空科學家和時任蘇聯導彈部隊司令米·伊·涅傑林元帥當場喪命。

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(蘇聯金星號運載火箭發射發射事故現場)

 

無論是美國NASA 還是蘇聯,從他們火箭研發歷史來看,不是傾舉國之力不計成本地投入,就是經歷一次次慘烈的失敗。

而Space X 的偉大之處在於,作為一家民營企業,以1 億美元的超低成本實現現役最強的火箭運載能力。

實際上Space X 以低廉的價格和穩定的性能,在全球商用火箭發射市場上已經逐漸超越歐洲和俄羅斯,佔據最大市場份額,而這一差距還在不斷拉大。

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Space X 火箭的報價在市場上極具競爭力,比如獵鷹9 號(Falcon 9)火箭的報價在5500 萬- 6200 萬美元之間,而同等運力的宇宙神5(Atlas-5)和德爾塔4(Delta-4)報價則在1-4億美元。

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(獵鷹9 號火箭回收)

 

而且回收利用的二手獵鷹9 號報價還能打7 折,這讓其他廠商毫無還手之力。

而剛剛發射成功的獵鷹重型火箭的性價比就更高了,其價格比獵鷹9 號上漲了不到五成,運載能力卻是獵鷹9 號的近三倍。

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(獵鷹重型火箭與獵鷹9 號對比)

 

而NASA 正在研發的土星5 號繼任者空間發射系統,儘管運載能力是獵鷹重型火箭的兩倍多,但成本卻至少是獵鷹重型火箭的十倍。

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(獵鷹重型火箭與部分火箭運力對比)

 

Space X得以實現低成本的重要原因是採取了對一級火箭回收重複利用, MUSK 曾表示一旦火箭回收常態化,能降低99 %的發射成本。

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此外Space X 也是第一個沒有第三方供應商的航天航空公司,從火箭箭體、整流罩、引擎到發射的所有配件和技術都由Space X 一手包辦,沒有中間商賺差價,成本自然也下來了。

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(獵鷹重型火箭發射前夕)

 

要做到這點並不容易,想想蘋果至今仍無法在手機芯片和麵板上自給自足就可見一斑,更何況是更為高精尖的航天航空器件。

自從獵鷹9 號(Falcon9)火箭回收成功,Space X 就開始獲得NASA 的巨額訂單,在遙遙無期的空間發射系統到來之前承擔NASA 的眾多太空探索計劃。

隨著獵鷹重型火箭的發射成功,如無意外,在今年6 月Space X 還會將一名太空人送上太空,成為第一家實現載人上太空的民營公司。同時也進一步夯實 MUSK 火星移民計三步計劃中的第一步(載物航空),以及開啟第二步計劃(降低太空旅行成本)。

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多年以後,或許當 MUSK 在火星上看著Space X 載著人類再次落地,他會回想起2002 年創立SpaceX 時被質疑為「PPT 火箭」的騙局,回想起2006 年到2008 年獵鷹1 號三射三炸的絕望、還有獵鷹9 號數次回收失敗甚至原地爆炸的窘境,當然還有今天獵鷹重型火箭把特斯拉和Starman 送上太空的美妙時刻。

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到那時,這位矽谷鋼鐵人可能會向著地球的方向,像往常一樣說一句:

Don’t panic !(別慌)

最新科技新聞不漏接,設定電腦王阿達搶先看

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