這枚世界最高火箭正在為載人登陸火星做準備
SpaceX公司在8月6日首次將被稱為「星船」的飛船部分吊裝到了其「超重」助推火箭上面,形成了高約120米的全球最高火箭以來,該運載系統合體正在接受各種測試,以便為下一步的首飛打下基礎。
“星船”運載體
箭指載人登陸火星
“星船”矗立在發射台架上,火箭總高度更是達到了145米,確實讓人感到非常震撼。
火箭總高度達到145米
說起這枚全世界最高的火箭,最早可以追溯到2016年。 那一年的9月27日,在墨西哥舉行的第67屆國際宇航大會上,馬斯克隆重介紹了其火星移民計劃所需要的星際運輸系統(ITS)方案,宣稱利用ITS火箭可將一個人登陸火星的成本控制在20萬美元,並建立飛往火星的定期貨運航班。
幻燈片中的這枚ITS火箭高度超過122米,直徑達12.2米,一級助推器安裝多達42台發動機,近地軌道運載能力有300噸,可以攜帶多達100名人員以及上百噸貨物奔赴火星。 為此,需要研製推力達3050kN的「猛禽」液氧甲烷火箭發動機和直徑達12米的複合材料貯箱。
這是第一個由私人火箭公司提出的太空移民計劃。 因為該方案比傳統方法便宜得多,所以該計劃也有著較高的可行性。
這個雄心勃勃的計劃公佈之後,就在全球的工程師、科學家、太空愛好者和公眾中引起熱烈反響。
在接下來的2017年9月29日,澳大利亞阿德萊德舉辦的第68屆國際宇航大會上,馬斯克發表了主題為”成為星際物種”的演講,詳細介紹了其”重大升級”后的火星移民計劃。
馬斯克承諾會在2022年之前實現至少兩次貨船火星登陸,2024年實現貨運+載人登陸。 兩艘載人飛船將第一批人員送上火星,兩艘貨船負責運送補給品,以此為基礎逐步建立火星移民地。 最終,火星上會有100萬地球人,並建立起一座城市。
“星船”登陸火星想像圖
多次改進 多次試驗
相比於1年前的ITS方案,馬斯克在2017年展示的火箭明顯小了一號——一級發動機減少到31台,高度降低到118米,直徑也減小到9米,近地軌道運載能力也降低到150噸。 這枚巨型火箭也改名為大獵鷹火箭系統(BFR)。
直到那時,還是有很多人依然不相信馬斯克真會去研製這麼大的一枚火箭,畢竟此前同等規模的火箭都是由政府主導研製的,耗資巨大且主要用於從事能產生巨大政治意義的航太任務,比如載人登月等。
在馬斯克提出BFR火箭方案15個月後,2018年11月20日,這位「矽谷鋼鐵俠」徹底變更方案重來,公佈了”全不鏽鋼版”箭船組合概念,最重要的變化就是箭體材質由碳纖維複合材料全部改成不鏽鋼合金。 改變的原因,是從太空超低溫到重返大氣層的高溫狀態,全不鏽鋼箭體的應用強度與品質比,要比碳纖維、鈦合金等航太材料表現更好,只是在常溫時不如后兩者。
“星船”與牛仔
在這之後,BFR火箭的研製速度加快。 2019年1月,高39米,直徑9米,裝配3台發動機的星船的原型機”跳蟲”建成。
2019年8月28日,「跳蟲」實現飛行時間57秒、飛行高度150米的最大尺度跳躍。 2020年4月26日,改名后的原型星船SN4成功闖過超低溫壓力測試,成為首個通過低溫加壓測試的全尺寸原型星船。
2020年5月5日,原型星船SN4完成首次靜態點火測試。 2020年8月5日,原型星船SN5完成了首個全尺寸星船主體的150米跳躍飛行測試。 2021年5月6日,原型星船SN15點火上升至10公里高度並完成了一系列複雜動作之後,重新啟動兩台發動機,垂直降落在發射場中,成功回收。 2021年7月26日,該公司生產的第100台猛禽發動機下線。
尤其贏得眾人一致讚賞的是,其間,SpaceX公司儘管經歷了許多次的失敗、爆炸,但他們從未氣餒,總是快速汲取經驗教訓,迅速投入到下一台原型機的改進和試驗中,一次又一次,永不停歇,直至取得最後的成功。
計劃20年建設火星大城市
此次星船和助推器的合體試驗,再一次顯示了SpaceX公司的高效和務實。 2021年8月2日,星船超級重型推進器上的29台猛禽發動機僅用了14小時就完成安裝。 相比之前N1和土星5火箭動輒就是數天,效率之高可見一斑。 在星船轉運之際,可以發現其身上的隔熱瓦還沒有全部貼滿。 研製人員採取先轉運再組裝,其間抽空貼隔熱瓦的策略,見縫插針,現場施工,用幾小時高空作業,把星船隔熱瓦全部安裝到位。
“星船”推進器上安裝的29台猛禽發動機
也是因為SpaceX公司具有如此不服輸的精神和能力,贏得了美國宇航局的認可,在今年4月份贏得了總價29億美元合同,成為獨家登月艙研製方。 “星船”最快於2024年開展一次驗證任務,在”阿忒彌斯3″任務下送太空人登月。
馬斯克的終極目標是在未來20年間,建設一個可以自給自足的火星大城市,為此需要每年製造100艘星艦,10年內達到1000艘。 這看起來天方夜譚式的目標,在如此高效的組織和行動面前,似乎變得離實現越來越近了。
文/於遠航