钢铁侠猎鹰升空对中国航天的启示

18-02-07

Permalink 18:50:55, 分类: 佳作转载

钢铁侠猎鹰升空对中国航天的启示

1
猎鹰重型火箭经济环保,虽然不是史上运力最大的,却是性价比最高的。

2
“猎鹰重型”不止让人们离星辰大海更近,还能提高太空科研效率。

3
一国想在“太空新竞赛”中获胜,需要鼓励本国民企参与航天工业。


“猎鹰重型”经济环保,现役最强

昨天凌晨,全世界的目光都聚焦在美国的肯尼迪航天中心,在成千上万现场观众的欢呼声中,“猎鹰重型”火箭成功发射。

“猎鹰重型”之所以引人关注,不仅是因为噱头足——它由一家民企(太空探索技术公司,SpaceX)研制,搭载着“钢铁侠”埃隆·马斯克的樱桃红特斯拉跑车,车上不间断播放《Space Oddity》(太空怪人)这首歌,更因为它是现役运力最强的火箭,它的出现让太空旅行的梦想离人们更近了。

重型猎鹰”火箭搭载了特斯拉的一款红色跑车
重型猎鹰”火箭搭载了特斯拉的一款红色跑车

“猎鹰重型”近地轨道运载能力为63.8吨,可以把一架装满燃料、乘客和行李的波音737客机送上太空,发射一次的报价约为9000万美元,而排名第二的“德尔塔4”重型火箭的运力只有“猎鹰重型”的一半,发射成本却是“猎鹰重型”的3倍。

人类历史上有比“猎鹰重型”运力大的火箭,如美国上世纪60年代研发的“土星5号”。它的运力是“猎鹰重型”的2倍多(近地轨道运载能力140吨),但它的发射成本相当高,计算通胀,每枚火箭发射成本相当于12亿美元,是“猎鹰重型”的12倍多。

除了成本低,跟过去的火箭相比,“猎鹰重型”火箭还有环保的优势——它的火箭助推器可以回收再利用(这也是它发射成本低的重要原因)。

此次“猎鹰重型”就使用了两个回收的助推器,并再次成功回收。虽然核心助推器偏离预定地点,但成功回收两个助推器仍然是一项巨大的成就。这不仅证明了SpaceX在回收助推器方面的进步,同时也为马斯克的愿景——开发可回收宇宙飞船提供了新的证明。

美国行星学会航天专家贾森·戴维斯认为,“猎鹰重型”足以满足现有航天发射市场绝大部分用户发射地球同步转移轨道卫星的需求,“即便对一家经常做大事的航天公司而言,这也是一桩大事”,这将促进商业发射市场上的竞争。

“猎鹰重型”不止让人们离星辰大海更近

“猎鹰重型”的成功发射,和SpaceX的创始人马斯克关系密切。他认为人类应成为“多星球物种”,而实现这一目标的最佳途径就是在火星建立新的城市。移民火星,需要研制运力强大的火箭。

有人认为,“猎鹰重型”即将开启“超重型火箭”的廉价发射时代,随着回收技术的成熟,火箭发射成本将继续降低(马斯克曾表示一旦火箭回收常态化,能降低99%的发射成本),太空旅行离人类更近了。

除了让人燃起对宇宙的憧憬,对太空旅行的渴望,在现实中,“猎鹰重型”也有用武之地。

去年3月,美国总统特朗普批准了美国国家航天局(NASA)2017财年预算方案,并要求其研究2033年送人去火星的可行性。由于预算只有195亿美元(比2016年多了2亿美元),美国宇航局表示技术有难度,再加上资金不足,登月前景并不乐观。

有研究表明,如果NASA想要打造一个廉价可行的“月球计划”,以 SpaceX 为代表的私人火箭公司将是其不二选择。早在2011年,马斯克就提到了“猎鹰重型”在登月项目上的应用,“理论上讲,你只需要两组猎鹰重型火箭就能实现登月——一组将宇航员送上月球,另一组运送返回载具”,并保证发射价格在1亿美元之内。

“猎鹰重型”的成功发射,表明 SpaceX 有能力实现登月。NASA很久之前就开始关注重型猎鹰的研发进展,并表示希望有朝一日可以合作。

“猎鹰重型”还能提高太空科研的效率。Planetary Society太空政策主任凯西·德雷尔认为,目前NASA在太阳系内的科学探索,一个任务往往超过数十亿美元,任务数量少、规模大、流程复杂,很多科学家一生只能完成一次任务,这导致科学数据不易收集,科研进展缓慢。

他认为改变现状的可行办法是,用廉价运载火箭发射更多的低成本探测器。如果重型猎鹰可以批量化执行发射任务,那么庞大的科研任务有可能被分割为数个小任务,科研周期将极大缩短。(来源:《MIT理工科技评论》)

想在“太空新竞赛”中获胜,需要国内民企的参与

“猎鹰重型”的成功发射,马斯克表示,希望“猎鹰重型”能够激发其他国家和公司的雄心,“我们需要一场新的太空竞赛,竞赛使人兴奋”。

人们对马斯克的崇拜也达到了一个新高度,有人认为他是以一己之力“干翻”了美俄中三个航天大国。实际上,SpaceX的实力也堪比国家宇航机构,2017年,美国全年发射火箭29次,SpaceX独占18次,且全部成功。

但有学者指出,马斯克在火箭回收上所开发的新技术主要是集成创新,其原始技术已经存在,只是因为各方面的条件不成熟或不匹配而没有发生“集成”。

为何民企介入之后,火箭回收技术就有了“集成”,发射成本也越来越低?在民企介入前,火箭的发射方和使用方都是官方机构,不存在同行竞争,通常也不会考虑成本,而民企只有控制成本,才能在激烈的市场中存活。

在美苏争霸期间研制的“土星5号”,在不到10年间,就花了美国65亿美元,相当于现在的400多亿美元;“猎鹰重型”研发投入只有5亿美元,单次发射成本不到1亿。

实际上,即使官方航天机构想节约成本,也没多少动力。因为确保发射安全,按时完成发射,是他们的首要关切。研究回收,分散精力,还可能影响发射进度,得不偿失。

久而久之,官方机构(包括公众)会觉得火箭就应该是一次性产品,把航天器送入太空,火箭就完成了自己的使命,但对马斯克这样“外行”的企业家来说,不回收“就像让一架波音737飞一次就报废一样”,不可接受。

火箭回收当然有难度,业内人士曾这样比喻,“这相当于在一场暴风雨中,发射一支细铅笔飞跃高102层的纽约帝国大厦,并让铅笔稳稳地落在大厦另一边的鞋盒内。”

要掌握这样的技术必然要不断失败,不断尝试。从2015年1月10日开始,SpaceX开始尝试火箭回收,连续4次失败,当时外界的嘲笑和质疑如潮水般涌向马斯克。

不过他依然固执己见,2015年12月22日,当SpaceX再次测试火箭回收技术,终获成功。

火箭成功发射关系一国颜面,如果是国家航天机构,会如此“不顾声誉”屡败屡战吗?也许有人会问,航天技术的很多应用都和军事相关,让民企进入,会不会泄密?有可能。但从实践看,SpaceX成立于2002年,与NASA和美国空军有过多次合作,并未被曝出泄密事件,这说明双方依法行事,尽到注意义务,泄密可以防范。

SpaceX参与航天事业后,美国的航天技术创新了,发射成本降低了,SpaceX不仅给美国的纳税人省了钱,还在全球商用火箭发射市场上超越欧洲和俄罗斯,占据了最大市场份额。

正是基于国外商业航天的动向,中国在2015年打开了航天行业的管制,允许民营企业参与商业研制与航天发射。

有机构预测,到2020年,全球航天产业市场总额将达到4850亿美元,中国市场包括运载火箭、卫星应用、空间宽带互联网等将达到8000亿元人民币。

商业航天的蛋糕不小,中国要想在全球商业航天市场占有一席之地,不仅应对民企应少些防范,还要多想想怎么支持一下。毕竟,技不如人,手脚并用,尚有一点胜算;只用手或脚,则必败无疑。

爱乐洪哥

莫听穿林打叶声,何妨吟啸且徐行。竹杖芒鞋轻胜马,谁怕?一蓑烟雨任平生。 料峭春风吹酒醒,微冷,山头斜照却相迎。回首向来萧瑟处,归去,也无风雨也无晴。

统计

搜索

分类


最新评论

最新留言 [更多留言]

选择一个布景主题

杂项

友情链接

北美中文网

引用这个博客系统 XML

加西网 版权所有 2004-2018