筷子怎麼樣夾住星艦?
北京時間10月14日,美國東部時間13日上午8時30分,註定是載入歷史的一天,馬斯克的太空探索技術公司,SpaceX的新一代重型運載火箭星艦第五次試飛,發射成功後的第6分47秒,星艦的一級重型助推火箭super heavy精準的落回發射架上,實現了人類歷史上第一次筷子夾火箭。一級助推火箭被成功回收,意味着星艦的發射成本降低一半,人類通往太空的天梯在成本方面邁了一大步。
網絡上有全過程的視頻,一開始是雲層中穿出的一條白線,白線的末端是黑色艦體,艦體末端是一個亮點。亮點越來越大,從點變成了一小段亮光,快要接近黃昏晚霞和雲層的時候,能夠看清一級火箭的黑色主體,然後一級火箭點火,黑色的艦體下方是等長的火焰,穿越雲層的時候,巨大的熱量將空氣中的水分瞬間蒸騰成了水蒸氣。
快接近發射架的時候,艦體從傾斜角度變成接近垂直,然後一部分火焰向上燒灼到艦體下半部分,艦體垂直,一邊向發射架靠近,一邊降低高度,此時人羣的歡呼聲已經越來越大,快接近發射架的時候,艦體向一側傾斜,尾部和火焰先靠近發射架,逐步下降,隨後發射架下方騰起巨大的水汽。
星艦漸漸停在了發射架旁邊,透過水汽能看到星艦火焰的巨大亮光,隨後火焰爆閃,釋放了最後一點能量,火焰和水蒸氣逐漸熄滅,一級火箭靜靜的懸空在發射架旁邊,被兩個巨大的金屬機械臂(也被稱爲筷子)緊緊的夾住,此時人羣的喧囂達到了頂點。
與此同時,星艦飛船在太空中飛行。
準確得講是火箭掛筷子,筷子夾火箭具體結構不是靠柵格翼,不是機械臂夾住助推器,而是兩個專門的掛鉤,助推器掛在筷子上。
在返回過程中,距離地面800米,助推器僅靠3臺發動機保持垂直狀態,距離地面65米時保留1臺發動機工作。當一級助推器三分之二部分落在機械臂下面時,助推器保持懸停,單個長36米的機械臂依靠液壓油缸合攏,助推器有兩個掛鉤,掛鉤比柵格翼稍微低一些,能夠承受2000噸的重量,掛鉤掛在筷子上,任務完成。在這個過程中,一級助推火箭要在空中完成轉體,將兩個掛鉤對準筷子準確落下。
之前SpaceX的獵鷹(參數丨圖片)9號採用的是地面或者海上平臺的站立回收方式,着陸支架是一次性的,每次着陸要檢修和翻新,獵鷹9號採用液氧煤油爲燃料,每次發射完需要徹底清洗發動機。需要更長的時間。
根據馬斯克的構想,星艦不僅可以承擔太空任務,也可以實現跨大洋的星際運輸交通工具,上海到紐約只要半小時,一次運載上百人。星艦的研製理念就是快速重複使用,他們提出要在一天之內,同一個助推器完成三次發射的目標(快速回收、加註燃料、再發射)。
顯然獵鷹9號的方式不適用,獵鷹負責地球近地軌道任務,星艦要大得多重得多,使用着陸腿站立回收風險大。所以採用機械金屬臂在一級助推器降落時夾住的方式,助推器在發射架上,可以直接重新加註燃料,還可以就地檢修,星艦使用液氧和液態甲烷,維護簡單即可發射,效率極大提升。
星艦採用不鏽鋼材料,總高度約120米,直徑9米,一共兩部分組成,底部70米高的助推器和頂部50米高的飛船,兩部分都設計成可回收。一級助推器用了多達33臺Raptor發動機,裝載3400噸燃料,可以產生超過7600噸的推力。星艦理論上可單次運送250噸載荷和100人前往火星。星艦是人類歷史上尺寸最大、推進力最強、運力最大的火箭,阿波羅登月計劃的土星5號近地軌道的有效載荷是118,000kg,星艦則是150,000kg。而且星艦可以快速的反覆使用。
從而讓星艦的成本低得多,在得克薩斯州博卡奇卡召開的“星艦”發佈會上,馬斯克表示,超重火箭助推器發射6分鐘後就能返回,大約每小時就能發射一次。快速重複使用也意味着降低成本,每次飛行可能只需幾百萬美元,甚至最少可能只要100萬美元。規模化生產,每年建造100艘的速度,打造1000艘“星艦”組成的太空艦隊,將10萬人和相關物資運送到火星,實現從21世紀20年代後期開始移民火星的夢想。
有句話講商業模型的成功在於兩點,技術的進步或者成本的降低,只要做到這兩點,商業模式成功就可以盈利。星艦顯然是在技術和成本兩個方面都做到了進步。星艦都有哪些技術的進步,我們下期再聊。