SpaceX“星艦”繼續試飛：馬斯克挑戰深空的科技之路

人類一直夢想着飛向月球和火星 探索宇宙的奧祕 但是要實現這一夢想 需要克服地球的巨大引力 需要擁有強大的推力和載荷能力的火箭 需要經過無數次的試驗和改進 這是一項充滿挑戰和風險的事業 即使是最富有和最有野心的企業家 也不一定能夠順利達成 就在18日 SpaceX公司的重型運載火箭星艦 在美國德克薩斯州的發射場 進行了第二次試飛 這是該火箭今年的第二次發射 也是第二次失敗 發射流程前三分鐘正常 隨後二級火箭發生故障自毀 火箭持續飛行11分鐘 高度近150公里處解體爆炸 碎片散落在附近海域 SpaceX公司創始人埃隆·馬斯克 在推特上表示 故障可能源自二級火箭發動機 或星艦返回艙系統 正在調查原因 星艦是SpaceX公司的重型運載火箭系統 由一級助推器超重和二級飛船星艦組成 它的目標是實現地球軌道 月球 火星和其他太空目的地的 可重複使用的運輸 星艦的發動機和燃料都是創新的 它使用的是猛禽發動機 這是一種液氧甲烷火箭發動機 具有高效率和低成本的優勢 它的一級助推器配備了33臺猛禽發動機 而二級飛船配備了6臺猛禽發動機 其中三臺是真空版 可以在太空中提供更高的比衝2 星艦採用了不鏽鋼作爲主要的結構材料 這種材料具有耐高溫 耐腐蝕 易加工和廉價的特點 它的外形也是非常特別的 它的一級助推器和二級飛船都是圓柱形的 直徑都是9米 高度分別是71米和50米 它的二級飛船還有一對可調節的翼面 可以在大氣中進行控制和穩定 星艦的飛行和回收都是靈活的 它可以在軌道上進行加註燃料 以增加其飛行距離和載荷能力 它的一級助推器和二級飛船都可以垂直起降 實現軟着陸和重複使用 它的二級飛船還可以在不同的天體上 進行着陸和起飛 例如月球和火星 星艦採用液氧甲烷作爲火箭推進劑 它的推進效率高 推進劑的理論比衝高達390秒 僅次於液氫液氧推進劑 燃燒無基碳 點火機構設計更容易 便於發動機回收複用 它的比熱熔較高 綜合冷卻性能達到沒有的三倍以上 它的沸點與液氧相差不到20攝氏度 柱箱間的隔熱需求大幅下降 可以更方便地引入供底設計 減輕結構重量 它的成本低廉 目前主要由天然氣提純獲取 相比液氫 堪稱白菜價 因此 星艦採用液氧甲烷作爲推進劑 可以大幅降低發射成本 提高發射頻率 這已經是星艦火箭的第二次試飛失敗 今年4月20日 該火箭首次試飛僅持續兩分半 分離後解體爆炸 當時 一級火箭的36臺猛禽發動機工作異常導致失衡 無法穩定飛行 雖然失敗 但星艦火箭刷新了多項運載能力記錄 一級火箭推力達7590噸 可以將超過100噸的有效載荷送入近地軌道 星艦火箭是馬斯克的終極夢想 他希望藉助這一超級火箭 實現載人登月與火星的目標 SpaceX公司與美國國家航空航天局合作 計劃在2024年實現首次繞月飛行 2025年實現載人登月 之後準備火星載人飛行 要實現這一夢想 火箭 飛船和登陸艙每一環節都不能出差錯 需要經過無數次的試驗和改進 星艦火箭並非唯一的重型運載火箭 各國正在研發更大推力與載荷能力的火箭 以滿足深空探索的需求 然而重載火箭技術存在瓶頸 關鍵技術難點在於 發動機穩定可靠工作時間的延長 以及火箭的安全性和可重複使用性 目前 中國正在研製長征9號系列火箭 預計在2028年首飛 將具有將50噸有效載荷 送入月球軌道的能力 此外 還有美國的NASA正在研製的獵狐座火箭 它的推力可以達到4000噸 可以將26噸的有效載荷 送入地月轉移軌道 俄羅斯正在研製的葉尼賽火箭 它的推力可以達到3000噸 可以將80噸的有效載荷送入近地軌道 也可以將20噸的有效載荷 送入地月轉移軌道 歐洲正在研製的阿利亞納6火箭 它的推力可以達到1500噸 可以將11.5噸的有效載荷 送入地球同步軌道 星艦火箭連續試飛失敗 對後續計劃影響頗大 馬斯克的載人深空探索任重道遠 需要持續科技與工程突破 火箭技術的挑戰超出想象 路還很長 但我們期待着有一天 人類能夠真正走出地球 探索宇宙的奧祕