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SpaceX “重型獵鷹"首飛成功,帶著特斯拉跑車進入太空!馬斯克再次創造歷史

時間:2024-01-26

北京時間昨天凌晨,SpaceX旗下的新型火箭,也是現役運力最強火箭——“重型獵鷹”(Falcon Heavy)火箭首飛成功。

去吧,獵鷹重型火箭!

這枚獵鷹重型火箭從美國佛羅里達肯尼迪航天中心發射升空。 

其發射坪正是幾十年前發射登月的阿波羅11號所用的場地。點火后,火箭底部瞬間為一團巨大的煙霧所籠罩,隨即在成千上萬圍觀群眾的歡呼聲中、呼嘯著飛過海灘。

獵鷹重型火箭擁有3臺助推器,其中共配備27臺引擎。而此次任務為這枚巨型火箭的首次試飛。

“去吧,獵鷹重型火箭!”美東時間下午3點45分,發射人員宣布道,此時距原本計劃的起飛時間已經過去了2小時15分鐘。與此同時,火箭的三臺助推器開始點火,將火箭推離39A號發射坪,穩穩送入太空。

發射約一分鐘后,報告顯示火箭運行一切正常,SpaceX公司員工們頓時一片歡呼雀躍。起飛超過兩分鐘后,兩臺側邊助推器與火箭主體分離,開始返回地面,而火箭主體將繼續飛向太空。三分鐘后,發射人員高喊道:“分離成功!”為表示慶祝,辦公室里立刻放起了大衛·鮑伊的歌曲《火星上的生活》(《Life on Mars?》)。

又過了幾分鐘,中央助推器與火箭載荷艙分離,然后朝海面飛去,準備在無人船上著陸。 

助推器上的攝像機進行了全程追蹤。很快,兩臺側邊助推器成功降落在卡納維拉爾角空軍基地,而中央助推器也按計劃接近了海面上的無人船。一切都按預期進行。

發射當日天氣絕佳,湛藍的天空、溫暖的陽光、舒適的微風吸引了成千上萬的太空愛好者。他們紛紛聚集到海灘邊上翹首以盼。除了發射之外,他們還觀賞了兩臺助推器成功回收的過程,并且領略了助推器返回地面途中產生音爆的威力。

屬于馬斯克的“極致的浪漫”

1、櫻桃紅色特斯拉是馬斯克本人的Roadster

2、中控大屏上的字“Don't Panic”出自著名科幻小說《銀河系漫游指南》

3、車上有一塊電路板,寫著“Made on Earth by Human”(地球人制造)

4、特斯拉上還坐了個假的宇航員

5、但假人也有任務:測試真實宇航服

馬斯克在隨后的新聞發布會上表示,這個假人身著SpaceX量產的宇航服,而不是功能不足的原型產品或模型。

這套宇航服是由SpaceX內部設計的,相對于大部分宇航服都要更時尚。

6、跑車進入太空后會繼續前往火星軌道

7、由于發射時間不是窗口期,而且跑車不具備變軌能力,所以它到達火星軌道后,會繼續環繞太陽運動

8、這輛車能在太陽系存在10億年以上

紅色的特斯拉Roadster跑車也上去了

“重型獵鷹”的首次飛行搭載了馬斯克本!人!的一輛紅色特斯拉Roadster跑車,車上還播放1969年戴維·鮑伊的經典歌曲《太空怪人》。這輛跑車將在太空中漂浮數十億年時間。

一個身著 SpaceX 公司已經公布的宇航服的“駕駛員”假人“Starman”(同樣是Bowie的一首歌)還坐在駕駛位。

更神奇的是,在特斯拉跑車的儀表板上還藏著一個跑車的微縮模型,同樣有一個宇航員小人坐在里面,車上還帶有一套微縮版本的阿西莫夫《基地》三部曲。

電動車能抵達火星么? 

人類航天目前幾乎都通過一個叫做“霍曼轉移軌道”的方式抵達火星:在離開地球時經過加速進入這個軌道,在抵達火星附近時經過二次加速趕上火星,與火星軌道交叉后再改變速度實現環繞火星,甚至不惜采用火星稀薄大氣“空氣剎車”的方式。

霍曼轉移軌道與地球軌道和火星軌道相切,實際上是個橢圓軌跡的一半(動圖中虛線的一半)  ?brilliant.org

以上三步,強大的獵鷹重型火箭把它送出地球當然是妥妥的(第一步)。實際上獵鷹重型火箭的特征能量能讓它運送重達3.5噸載荷抵達冥王星,遠遠超過新視野號的0.5噸級別。 

但是對于一輛沒有任何變軌、調姿能力的電動車而言,后面兩步就是開玩笑了。

更何況人類探測火星的26個月時間窗口到今年5月才來,基本意味著這一輛電動車最多在深空中跟火星打一個遙遠的“招呼”就會消失了。 

獵鷹重型火箭足夠將它像先鋒10/11號、旅行者1/2號、新視野號送出太陽系,但由于它并未攜帶大型通訊天線和長期供能的放射性同位素電機等,這意味著發射后人類將很快跟它失聯,消失在太陽系中。 

據伊隆·馬斯克的說法,它將進入漫長的環繞太陽軌道,輕易在太陽系中存在10億年以上。也許它最終將會成為宇宙深空中人類存在過的一個痕跡吧。

現役火箭中最強運力是中國長征5號兩倍

“重型獵鷹”的運載能力,在世界各國的現役火箭中是最強的,一次能將63噸的物資送入近地軌道。

更加強悍的是,“重型獵鷹”的第一級全部可以回收,極大降低了火箭的使用成本。目前中國運載能力最強的“長征5號”只能運載25噸物資到近地軌道,距離世界最先進水平還有很長距離。 

“重型獵鷹”高69.2米,近地軌道載荷達63.8噸,采用芯級并聯的結構設計,由三枚經改裝的“獵鷹九號”火箭組裝而成。運力幾乎是現役火箭——聯合發射同盟(United Launch Alliance)旗下德爾塔4號重型火箭(Delta4-heavy)的2倍。 

“重型獵鷹”的芯一級采用27臺發動機,這相當于18架747飛機的推力。這樣的設計對發動機可靠性提出了極高的要求。蘇聯時期研發的N-1火箭,芯一級采用30臺發動機,4次發射均告失敗。因此,長期以來采用“蜂窩”式發動機構筑大推力系統,是火箭研發的大忌。這也是此次發射中存在的巨大隱患。

除了運力強勁以外,“重型獵鷹”的發射費用在9000萬美元左右,比Delta4號重型火箭低20%左右。 

不論是現在“重型獵鷹”還是之前的土星5號、德爾塔4號,美國在重型火箭研究和發射上均領先其他國家。

小小遺憾:火箭主助推器丟失

在成功發射“重型獵鷹”火箭的同時,SpaceX也完成了一項令人難以置信的壯舉:兩個第一級推進器幾乎同時完好無損地著陸。但據美國科技媒體TechChrunch報道,核心推進器掉入水中,隨后丟失。

今天的發射中使用了兩個“獵鷹9號”的第一級推進器。這兩個推進器此前曾用于2016年SpaceX的發射任務,在回收后進行了翻新。在此次發射中,這兩個第一級火箭與“重型獵鷹”的第二級成功分離,返回地球,著陸在預定地點。

兩個側推進器分別著陸在肯尼迪空軍基地的LZ-1和LZ-2著陸點。這也是SpaceX此前用于回收火箭的地點。不過,原計劃降落在大西洋海上無人回收平臺上的核心中間推進器未能成功著陸。 

核心推進器按原計劃接近海上平臺,但由于某些返回引擎未能點火,該推進器以時速300英里(約合480公里)的速度掉入水中,隨后丟失。在推進器接近過程中,視頻信號突然中斷。

而在SpaceX提供的直播中,可以聽到有人說,“我們丟失了核心”。不過不清楚,這是說丟失了視頻信號,還是推進器本身。

不過,在三個第一級火箭中成功回收兩個仍然是了不起的成就。這不僅證明了SpaceX取得的進展,也再次證明了埃隆·馬斯克(Elon Musk)關于可重復使用的太空飛行的理念。根據馬斯克的設想,最終回收的火箭可以在不到24小時內重新發射。

“處女飛”的意義重大不言而喻

最后,我們來說說此次發射代表的重大意義。 

此次“處女飛”還標志著首次由私企制造的火箭嘗試將載荷艙送到地球軌道之外,打破了政府項目壟斷的現狀。SpaceX公司的創立者伊隆·馬斯克(Elon Musk)把此次發射視作一次寶貴的廣告宣傳機會,將自己的櫻桃紅特斯拉跑車裝到了火箭上,跑車里還坐了一名身穿太空服的假人。 

此外,此次成功發射還平息了此前人們對獵鷹重型火箭安全性的質疑。由于它的結構太過復雜,引擎數量太多,難免讓人想起前蘇聯發生多次爆炸的N1火箭。如果真的發生爆炸,發射臺可能會嚴重受損,不僅造成高額損失,還會影響后續發射。好在SpaceX并沒有讓悲劇重演,成功證明了自己的實力。

若SpaceX能夠保證獵鷹重型火箭的可靠性,該火箭便可被美國國防部用來發射國家安全衛星,還能幫助NASA開展太空探索。SpaceX稱,獵鷹重型火箭的載荷量遠超當今的任何火箭,能夠將14萬磅(約合63.5噸)貨物送入近地軌道,或將4萬磅(約合18噸)貨物送達火星。 

但行業官方人士表示,獵鷹重型火箭的市場潛力仍是個未知數。SpaceX一直在計劃于今年年初開展兩名旅客的“探月之旅”。但馬斯克于本周一表示,獵鷹重型火箭可能永遠都不會用于載人飛行,因為該公司準備把重心轉向下一代火箭,即BFR(大獵鷹火箭)。

不過,獵鷹重型火箭此次發射成功,仍然標志著“人類探索精神的復活”。喬治·華盛頓大學航天歷史學家約翰·羅格斯頓(John Logsdon)評論道。 

自NASA 2011年結束航天飛機載人計劃以來,太空任務便一直局限在近地軌道范圍內。我們熟知的國際空間站就處在這一高度,距地表約400公里。 

但獵鷹重型火箭證明,人類有可能再次超越這一高度,飛入深空,真正“推動探索邊界”,羅格斯頓表示,“自1973年土星5號任務之后,美國就失去了這樣的實力,直至今日才重獲新生。” 

這枚與阿波羅同時代的火箭比獵鷹重型火箭更加強大,但已經不再投入使用。除獵鷹重型火箭之外,還有一系列大型火箭正在研發之中,將于接下來幾年陸續發射升空。 

例如,波音公司與洛克希德·馬丁公司聯合創立的聯合發射聯盟公司正在研發(The United Launch Alliance)瓦肯火箭(Vulcan rocket); 

由亞馬遜創始人杰夫·貝索斯(Jeffrey P.Bezos)創立的藍源公司也在打造一枚名為“新格倫”(New Glenn)的巨型火箭,以前宇航員約翰·格倫(John Glenn)命名。

在失敗中成長起來的SpaceX

在描述SpaceX的遠大前景和商業價值時,作為其首席執行官和第一設計師的馬斯克,沒少遭受身邊的冷嘲熱諷。尤其是SpaceX火箭爆炸的新聞時不時就會刷一波朋友圈。 

就在2016年的短短8個月中,獵鷹9號火箭就曾三度發射失敗,還當空解體。更是成為SpaceX自2012年以來8次執行空間站補給物資運送任務的首次失敗。

因此,在當天的獵鷹重型火箭試飛時,馬斯克也只敢妥協地說道“只要火箭上天,不把發射臺炸成碎片,我就認為取得了成功”。 

無論獵鷹重型火箭成功與否,對SpaceX來說都不會是一場徹底的失敗。SpaceX公司可以繼續收集重要數據,用于研制完善更好的“獵鷹號”重型火箭,畢竟這僅是一個試射而已。 

幸好,這次試飛一切順利。就像SpaceX總裁格溫·肖特維爾(Gwynne Shotwell)在接受美國國際廣播電臺Marketplace采訪時說的,SpaceX的未來愿景,是在2100 或2200年主宰太陽系,并在短時間內將人類送上火星,來實現馬斯克使人類生活"多行星化" 的野心。 

現在,SpaceX迎來了一次華麗的高光時刻。

下一站是送人去太空?

按照官方數據,獵鷹重型火箭可將54噸有效載荷送入軌道。打個比方,它能將一架波音737飛機連同乘客、行李等全部送上地球軌道。如果獵鷹重型火箭真如SpaceX描述的一般好,它將提供給全人類一個低價太空移民方案。且頗具紀念意義的是,發射這枚巨型火箭的肯尼迪太空中心發射臺,在半個世紀之前曾經幫助將宇航員送上月球。

在隨同升空的紅色特斯拉車內,還帶有一套微縮版本的阿西莫夫《基地》三部曲。在這部馬斯克極度熱愛的科幻小說中,描述了一群先行者,在預見未來銀河將會經歷一段充滿無知、野蠻和戰爭的黑暗時期后,開始集合帝國中最優秀的科學家,來到銀河邊的新行星建立“生存基地”的故事。

或許,這一天離我們地球人也不遠了。獵鷹重型火箭已經讓我們的視角第一次如此近距離的靠近了火星,“還有很小很小的可能性,它會撞在火星上”,馬斯克說。

SpaceX與NASA

前不久,特朗普政府已經宣布將重返月球作為重要的探索目標。雖然方式和成本等細節信息尚未公開,但政府支持NASA與SpaceX等商業公司進行合作,從而有效降低飛行成本。 

美國商務部長、重組后的國家航天委員會成員威爾伯·羅斯(Wilbur Ross)在采訪中大力贊揚了SpaceX所做的努力,稱其幫助美國在全球火箭發射中重獲重要地位。 

SpaceX發射成功,也將督促NASA反思該如何進步。多年來,NASA一直在研發比獵鷹重型火箭更強大的“太空發射系統”火箭。但該火箭每次發射成本高達10億美元,是獵鷹重型火箭的數倍。毫無疑問,兩枚火箭都還存在很大的進步空間。對于人類航天事業的未來,請諸位拭目以待。 

逆天的營銷

不過,比起與NASA合作,讓自己的“獵鷹重型”火箭能夠像“獵鷹9”那樣成功變現,給公司帶來商業化的收益,才是馬斯克更關心的。 

所以,早在這次發射前,同樣極具商業頭腦的馬斯克就已經在為他的這款新型火箭謀劃出了一個“一石二鳥”的營銷套路。

何謂“一石二鳥”呢?原來,這馬斯克居然是把自己的一輛特斯拉跑車塞到了火箭里,并打算用火箭把這輛轎車送上火星軌道!

這個極為瘋狂也極具想象力的營銷也就意味著,“獵鷹重型”成功發射,等于是同時給自己的兩個公司的產品都打了廣告。而且讓跑車進入火星軌道并繞著火星“飛馳”,還透露出他下一步打算對公眾開放“宇宙觀光”的計劃,甚至未來打算讓人們坐他的火箭前往火星去尋找新生活的“野心”!

為啥咱中國沒有這種火箭?

相信大家一定會有這樣一個疑問:為啥咱中國沒有這種火箭呢? 

這絕不是因為咱們中國人的智商不足,或是國家的投入不夠,而是因為我們與美國在火箭領域先天就存在著巨大差距,這也就決定了我們的發展重點也與馬斯克和他的SpaceX會存在較大不同。 

先天的差距方面,正如前面所說的:美國1969年就已經成功用“土星5號”這種上百噸載荷的超級重型火箭把宇航員送上月球了,而我們在1970年才剛剛用遠程導彈改造過來的、載荷僅為300千克的長征一號火箭把我們的第一顆人造衛星送上天……

當然,對于一個1949年才剛剛建國,且工業基礎基本為零的新生國家,我們能在短短20年就有第一顆衛星上天,也已經說明了我們強大的追趕能力。 

然而,火箭這種涉及基礎學科和工業化水平的領域,并不是一朝一夕就可以追趕上的。所以當美國像SpaceX這樣的私企都已經在研發“獵鷹重型”這種超級火箭時,我們還必須一步一個腳印地先把我們的“長征5號”給弄穩定了,然后再去考慮在2030年實現“長征9號”這種光引擎技術就與“長征5號”完全不可同日而語的國產重型火箭。 

所以,雖然2016年“長征5號”的升空令我們從“航天大國”成為了“航天強國”,但我們中國人可千萬不能因此就“飄飄然”,覺得自己很牛了。和美國人比航天,我們仍然還是“學生”,而今天美國人成功發射的“獵鷹重型”更應該讓我們清醒過來了!

但我們也相信,只要我們的國家保持穩定發展,這個差距就能被我們一點點追上。畢竟我們“集中資源辦大事”的體制在追趕技術差距上還是有很大優勢的。而且到時,我們今天“種下的樹”也必定會讓這個國家的新一代人才獲得比今天更廣闊的逐夢空間與資源!

最后,送上一個長達數十分鐘的獵鷹火箭飛行時序GIF圖,靜靜地感受這次偉大的壯舉:(來源: @ POCKN微博)

另附:

本文轉自連線新能源

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