史上最大火箭:关于SpaceX星际飞船你需要知道的6个事实

孟尝门军武 2024-11-03 11:03:06

很少有太空探索项目能像SpaceX的星际飞船项目一样吸引全世界的目光。从德克萨斯州博卡奇卡发射台上的高耸身躯到闪闪发光的不锈钢外观,星际飞船代表着星际交通的未来。以下是您需要了解的有关 SpaceX 这项开创性计划的信息。

1SpaceX 的星际飞船计划是什么?前往月球、火星及更远的地方

星际飞船被认为是一种商业主力,通过降低将有效载荷送入轨道的成本来彻底改变太空旅行。无论是发射卫星、部署太空望远镜,还是与NASA合作为国际空间站补给,星际飞船都具有无与伦比的多功能性和可负担性。星际飞船计划希望激发从电信到科学研究等行业的创新复兴。然而,该计划最雄心勃勃的目标可能会从根本上改变我们的世界:人类在火星上殖民。

SpaceX Starship 是一种超重型运载火箭系统,由两级组成:

第一级:SpaceX 超重型助推器第二阶段:星际飞船

​​

完全集成的星舰(第一级和第二级)

高度

397 英尺 / 121 米

直径

29.5 英尺 / 9 米

有效载荷能力

100 – 150 吨

照片:SpaceX

超重型助推器

高度

232 英尺 / 71 米

直径

29.5 英尺 / 9 米

推进剂容量

750万磅 / 3,400吨

推力

16.7 百万磅 / 7,590 吨

照片:SpaceX

巨大的超重型助推器是星际飞船实现其目标的关键部件,该目标不仅是运送宇航员和货物,最终还将运送平民、科学家和定居者穿越广阔的太空。为此,超重型助推器配备了 33 台由 SpaceX 开发和制造的可重复使用的甲烷-氧气分级燃烧猛禽发动机,每台发动机都能产生 230 tf / 507 klbf 的推力。在下图中,请注意 SpaceX 从最初的猛禽 1 号发动机到猛禽 3 号发动机所做的重大设计改进,每次创新都提高了效率和性能。改进后的猛禽 3 号发动机将很快取代目前在星际飞船上使用的猛禽 2 号发动机。

星舰宇宙飞船

高度

165 英尺 / 50 米

直径

29.5 英尺 / 9 米

推进剂容量

1,200 吨 / 260 万磅

推力

1,500 吨/3.3 百万磅力

照片:SpaceX

各级分离后,星际飞船将承担一项艰巨的任务,即为“月球、火星及更远的地方”提供服务。除了彻底改变传统的地球太空作业外,星际飞船的崇高目标还包括使人类过渡到多行星物种,这一愿景由其首席执行官埃隆·马斯克明确阐述。

“SpaceX 将殖民火星。根本问题是,即使补给船停止来袭,地球文明是否能够维持其技术水平足够长的时间,让殖民地自行发展。如果是,那么人类将通过单行星费米大过滤器。”——伊隆·马斯克

埃隆·马斯克设想,未来星际飞船将把无数人类运送到各个星球,确保人类在火星上建立可持续的宜居殖民地,从而长期生存。如果发生灾难性事件,威胁甚至消灭地球上的人类,火星可以成为人类的第二家园。

“火星对于人类和地球生命的长期生存至关重要。”——伊隆·马斯克

Starship 航天器推进系统配备三台猛禽发动机,与超重型火箭中的发动机类似,还有三台猛禽真空 (RVac) 发动机,由于排气部分和膨胀喷嘴较大,这些发动机针对太空性能进行了优化。每台 RVac 发动机都能产生 258 tf / 568 klbf 的推力。

照片:SpaceX

美国宇航局已与 SpaceX 签订合同,设计星际飞船载人着陆系统 (HLS),这是美国宇航局阿尔忒弥斯 (Artemis) 计划的一部分,旨在将宇航员往返月球表面 。

2SpaceX 星际飞船有多少艘?提高星际飞船产量

SpaceX 拥有多艘星际飞船原型,处于不同的开发和测试阶段。随着新原型的建造以及旧原型的退役或用于测试,星际飞船的确切数量可能会发生变化。截至本文撰写时,SpaceX 拥有两艘运行中的星际飞船,三艘正在建造中:

31 号舰(Block 1):已投入使用,等待下水33 号舰(Block 2):已投入使用,等待低温测试34、35、36 号舰(第 2 组):正在建造中

截至撰写本文时,SpaceX 已有四个运行中的超重型助推器,还有两个正在建造中:

B12:投入运营,在完成全球瞩目的标志性捕捞后接受飞行后检查。(稍后会详细介绍)B13:已投入使用,等待静态射击测试B14:已投入使用,等待静态射击测试B15:已投入运行,等待低温测试B16, B17 : 正在建设中

照片:SpaceX

SpaceX 对于星际飞船的生产规模有着非常雄心勃勃的计划。据《罗博报告》报道,马斯克计划在德克萨斯州博卡奇卡的 SpaceX 新“星际工厂”生产设施完工后,每天推出一艘新的星际飞船。

“ 这将使我们能够大幅提高生产率,并朝着每天生产一艘飞船的长期目标迈进。”——Kate Tice,SpaceX 质量系统工程经理

3一艘星舰要花多少钱?

建造一辆前往火星的出租车的成本

建造一艘星际飞船的成本是一个复杂的计算,受材料、劳动力、研究和开发因素的影响。根据 Payload Research 2024 年的《星际飞船报告》,建造一艘完全集成的星际飞船的预计成本为 9000 万美元。该报告估计,超重型助推器占该成本的 70%,而星际飞船占剩余的 30%,具体细分如下:

全面整合的星舰成本明细

39 台猛禽发动机

3900万美元

结构材料

1,300万美元

航空电子设备

300万美元

劳动

3500万美元

随着 SpaceX 的星际工厂简化流程,生产成本预计将降低,尤其是在劳动力方面。

照片:SpaceX

4SpaceX 的星际飞船为何这么便宜?可重复使用技术开启太空旅行新时代

几十年来,太空探索基本上都是一次性的事情。火箭的设计仅供一次性使用,使太空旅行成为一项成本高昂的任务。然而,SpaceX的革命性愿景倡导一种可持续模式,即航天器和火箭多次前往太空,从而大大降低了成本。星际飞船和超重型助推器的设计考虑到了可重复使用性,能够在完成任务后返回地球并安全着陆。这一能力标志着在使太空旅行更经济可行和更方便方面迈出了巨大的一步。

在运送有效载荷后,超重型火箭助推器不会变成太空垃圾或遭遇火灾,而是返回地球为下一次任务做好准备。星际飞船也是如此。这种可重复使用性大大降低了生产成本,使模式转向更可持续的太空任务。

2004 年 10 月 13 日,一场盛大的庆典展示了 SpaceX 致力于突破创新界限的决心。SpaceX的巨型发射塔被亲切地称为“Mechazilla”,它使用一种名为“筷子”的机械臂,在超重型火箭助推器返回地球时将其接住。

该公司计划进一步扩展这一概念,以同样的方式捕获第二级航天器,确保其安全着陆并为下一次航行做好迅速准备。

“希望明年年初我们也能赶上这艘船。”——伊隆·马斯克

可重复使用不仅仅是一项技术进步,它还能改变财务状况。通过大幅降低每次任务建造新火箭的成本,SpaceX 为太空探索的新时代奠定了基础,成本不再是阻碍因素。这种财务解放使得任务更加频繁,促进了创新,并强调了SpaceX 将太空旅行从罕见事件转变为常规事件的使命。

“SpaceX 创造了第一个完全可重复使用的火箭级,更重要的是,使重复使用具有经济可行性。让生命在多行星间生存从根本上讲是一个每吨运往火星的成本问题。目前,每吨有效载荷运往火星表面的成本约为 10 亿美元。要在那里建造一个自给自足的城市,成本需要提高到每吨 10 万美元,因此技术需要提高 10,000 倍。这非常困难,但并非不可能。”——伊隆·马斯克

星际飞船将依靠轨道加油;预计 2025 年将进行舰对舰推进剂转移演示。

5SpaceX 星际飞船是有史以来最大的火箭吗?不仅是规模最大,而且实力最强

SpaceX 的星际飞船是有史以来建造的最大火箭。当其超重型助推器全部装上后,它的高度约为 394 英尺(120 米),是有史以来建造的最高火箭。据马斯克称,未来的设计将更高。

照片:SpaceX

星际飞船不仅是有史以来建造的最大火箭,而且星际飞船和超重型助推器的猛禽发动机的总推力超过 1600 万磅力,使其成为有史以来建造的最强大的火箭。

6星际飞船发射过几次?第三次很有魅力

截至撰写本文时,星际飞船已发射五次。前两次发射分别于 2023 年 4 月和 11 月,均以失败告终。随后的三次发射分别于 2024 年 3 月、6 月和 10 月成功发射,最近一次是 2024 年 10 月 13 日历史性的“Mechazilla”号飞船发射。

SpaceX 将于 2024 年第六次发射星际飞船。下图为 2004 年 10 月 23 日,超重型助推器正在运输到博卡奇卡的发射台,这表明第六次发射可能相对较快发生。

照片:SpaceX

SpaceX 目前已获得 FAA 的发射许可,但根据该许可发射将需要与第五次发射相同的任务配置。随着后续的每次星际飞船发射,我们距离实现马斯克殖民火星的梦想又近了一步。

“首批前往火星的星际飞船将在 2 年后发射,届时下一个地球-火星转移窗口将打开。这些飞船将不搭载人员,以测试完整着陆火星的可靠性。如果着陆顺利,那么首批载人火星飞行将在 4 年后进行。从那时起,飞行率将呈指数级增长,目标是在大约 20 年内建成一座自给自足的城市。多行星生活将大大增加意识的可能寿命,因为我们将不再把所有的卵子(无论是字面上还是新陈代谢上)都放在一个星球上。”——伊隆·马斯克

1 阅读:208
评论列表
  • 2024-11-04 07:43

    靠舆论洗脑营销所谓的先进

  • 2024-11-03 13:50

    洗脑炒作无底线

  • 2024-11-04 13:48

    星舰飞吧!去完成你的终极使命,偶像加油💪你的梦想也是我童年时期的最大梦想,让人类成为跨星球的物种是你我以及更多粉丝的共同美好愿望。

  • 2024-11-06 21:47

    星际殖民只有脑残粉相信,可控核聚变科技没点开,1000年内都不可能实现,飞去火星又怎样,那里可不适合人类居住,只是环境没其他行星那么极端而已。

孟尝门军武

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