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开云 开云体育平台“星舰”炸了用不锈钢造火箭缝合发动机真的靠谱吗?

2024-05-29 阅读次数:

  这就是被一些人传的神乎其神的“硅谷钢铁侠” 埃隆·马斯克(E.Musk)的最新成果:“星舰”。

  不过大部分“吃瓜群众”的注意力都放在火箭爆炸上,完全不了解“星舰”到底是什么,所以我决定整理一下“星舰”的“前世今生”(不锈钢,并不是最初的挑选)。

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  2016年,马斯克又把它改名为“行星运输系统”(ITS),因为它能超过火星,飞向更遥远的太空。

  ITS火箭全长122米,能搭载100多人,近地轨道运力达到550吨,完全超越了“土星五号”(搭载3人,近地轨道运力135吨)。

  ITS火箭为了实现550吨的目标,原计划安装42台“猛禽发动机”(使用液态甲烷/液氧推进剂)。起飞推力总和达到128兆牛顿。

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  2017年,经过重新设计,ITS火箭改名为“大猎鹰火箭”(BFR),全长106米,安装31台“猛禽发动机”。

  “猎鹰火箭”早就实现“可回收”的目标了,甚至有一枚“猎鹰火箭”回收并发射了9次。

  2018年,SpaceX又为“大猎鹰火箭”装上了侧翼,能够在穿越地球和火星的大气时,稳定飞行姿势。

  “大猎鹰火箭”的芯级(就是并联放在“多级火箭”中间的“单级火箭”)能返回地面,重复利用,减少了发射成本。

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  同样是在2018年,SpaceX决定把材料从碳纤维改成不锈钢(不锈钢在这个时候才出现,就是为了压低成本)。

  2019年,SpaceX完成了采纳不锈钢的设计方案,给“大猎鹰火箭”取了个新名字:“星舰”。

  按照SpaceX的计划,“星舰”既能载人,也能载货。可以到达月球、火星、以及更远的太空。起飞总推力达到72兆牛顿,比土星五号(35兆牛顿)翻了一倍多,可以将100吨的有效载荷送入近地轨道。

  从2019年开始,SpaceX进行了多次“星舰”的飞行测试,还把首次载人飞行的时间定在2026年。

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  2023年4月,“星舰”首次无人飞行测试,这是SpaceX首次尝试把“星舰”送入轨道。

  按照SpaceX的说法,“星舰系统”将是一种完全可重复使用的运输系统。经过高频率重复使用后,单次发射成本有望低于1000万美元,甚至仅需200万美元左右。

  第一级是“超重型助推器”,长约70米,装有33台“猛禽发动机”,能够产生约7711吨的升空推力。

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  按照SpaceX的计划,“星舰”的第二级将在飞行约3分钟后与第一级分离。

  第二级(星舰飞船)会在距离地表约241千米的高空,绕地球飞行90分钟后,重新进入大气层,降落在夏威夷附近的太平洋海域。

  马斯克的想法是:一旦相关试验成功,可以打造1000艘“星舰”组成太空舰队,将10万人和相关物资运送到火星,在2030年之前就开始在火星殖民。

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  “星舰”的首次发射成本约为30亿美元,但成功率只有50%(反正马斯克在试飞之前就是这么说的)。

  按照SpaceX的说法:星舰的几台发动机出现故障,损失高度并开始旋转。由于飞船设置了出现意外情况时的“自毁机制”,所以爆炸是他们事先设计好的。

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  下面的内容不是在捧SpaceX,只是一些人的质疑都太奇特,让人感觉他们对“星舰”没有一点了解。

  Kaiyun 开云

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  但是,不锈钢也有很多牌子,一些不锈钢的某些特性比航空材料还要好(比如耐高温),只是因为密度大,不适合作为航天器的材料(据说“星舰”用的是304不锈钢)。

  巧的是,“星舰”的推力达到了7000多吨,再考虑到“星舰”在6台发动机出故障的情况下,还能飞起来,似乎可以无视不锈钢的密度。

  其实SpaceX原本用的是碳纤维(每公斤200美元),为了降成本,才换成了不锈钢(每公斤3美元),成本最多只有原先的1.5%

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  并联发动机也被质疑,应该是因为苏联就这么干过,把三十多台小发动机并联起来,结果试验四次,失败四次。

  共振会造成火箭船箭连接部分径向受到挤压、变形,飞行姿势异常、偏离预定程序。

  “星舰”的第一级直接并联33台发动机,要同时解决震动、平稳、点火逻辑以及操纵各种问题肯定很难。

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  还是成本的问题,把许多小发动机并联起来,成本似乎远远低于研制一台大发动机。

  “星舰”就是个“缝合怪”,只是把现有的技术低价凑到一块儿,根本就没有任何创新,就是想靠炒作赚钱。

  不过这种说法也有问题,因为“星舰”使用的“猛禽发动机”就是SpaceX研发的。就算是并联发动机,也是在并联SpaceX研发的发动机。

  而且在此之前,SpaceX为了发射“猎鹰火箭”,还研制了“梅林发动机”。

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  还有人会质疑甲烷,甲烷其实就是“沼气”,说白了也不是很高大上。但是这种质疑就完全没有道理了。

  因为甲烷可以很好的解决发动机的结焦问题(碳堆积),实现发动机的重复利用。

  而且在火星上也可以利用太阳能基础设施发电,电解二氧化碳,当二氧化碳与火星上发觉的冰中的水混合时,就会产生甲烷,让“星舰”可以在火星上补充燃料。

  Kaiyun 开云

  其实SpaceX研发“猛禽发动机”就是为了利用甲烷,不然之前的“梅林发动机”完全够用了。

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  要说技术,我估量网上没几个人能比得过SpaceX的研发人员,更别说评价SpaceX的技术可不可行了。

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  智商正常的人,应该都觉得现在就讨论殖民火星,简直是妄想。但是那些聪慧的头脑却在正经讨论殖民火星,按理说,这种情况不应该发生。

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