SpaceX“Block 5”為何意義重大

噓!想要一枚二手火箭嗎?我這兒有一個很棒的,今天就可以發射

C. Scharf 2018

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,僅反映作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


任何對太空探索和火箭技術稍感興趣的人都會注意到,在2018年5月11日進行的一次看似尋常的(對於SpaceX而言)火箭發射中,存在著某種激動人心的氛圍。一枚獵鷹9號火箭從卡納維拉爾角起飛,將孟加拉國的第一顆通訊衛星送入太空,並將主級火箭成功帶回地球,並在9分鐘後整齊地降落在距離卡角約400公里的“當然,我還愛著你”無人船上。

這證明了SpaceX在這方面做得有多麼出色(目前最引人注目的可能是最近獵鷹重型火箭測試中助推器的雙著陸——我的意思是,這簡直是在炫耀,我們甚至還沒有提到還將一輛特斯拉跑車發射到太陽系中),以至於我們這些在社交媒體上感到疲憊的眼睛都認為這次著陸非常 routine。

但5月11日的著陸絕對是特別的。這個版本的獵鷹9號火箭採用了一種設計,為了向蘇聯火箭技術致敬,被命名為“Block 5”,它應該達到可重複使用性的新標準。


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具體而言,“Block 5”的目標是能夠進行100次發射。這聽起來令人印象深刻,但當然,NASA的太空梭也被設計為可重複發射。例如,軌道飛行器“發現號”令人印象深刻地進入太空39次,“亞特蘭蒂斯號”達到33次,“奮進號”也達到了25次。

但太空梭並不是一種簡單的重複使用飛行器。事實上,只有軌道飛行器和固體燃料助推器可以重複使用,而且必須經過大量的翻新。每次發射的實際成本估計從4.5億美元到高達15億美元不等(如果算上該計劃的全部開發和建設成本)。這並不是說它不是一項非凡的技術成就——而且如果沒有在這個過程中學到的東西,像SpaceX這樣的努力就需要更多的時間進行研發——但它的最終成本確實非常昂貴。

“Block 5”真正特別之處不在於其100次發射的設計目標(這隻有時間才能證實),而在於其在多達10次單獨發射之間實現零翻新的目標。換句話說,檢查一下,拋光一下,加註燃料,然後再次發射。因此,每次發射的成本應該降至數千萬美元,而不是數億美元。

如果這能奏效,那將是發射週轉時間和成本方面的重大進步。“Block 5”的工程設計包括許多對早期版本的增強和調整。這些包括複合材料纏繞壓力容器——碳纖維纏繞鋁製容器,用於容納液氦,液氦為推進劑箱加壓(您必須用力驅動這些成噸的推進劑到達其點火位置)。9個發動機(“章魚網”)的支撐結構是螺栓連線的鋁製材料,以增強熱響應,著陸腿帶有閂鎖,以幫助在無人船上平穩著陸,航空電子裝置已升級,級間段(主助推器和第二級之間)具有無漆熱保護,因此助推器的頂部不會在上級點火時被燒燬。

錦上添花的是,“Block 5”的設計符合NASA對載人商業航天的要求。

所有這一切都意味著,我們這個物種與太空建立新型關係的時代即將來臨。這將是一次有趣的旅程。

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