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筷子怎么樣夾住星艦?

水滴 崔建偉 | 10-15

30967

北京時(shí)間10月14日,美國(guó)東部時(shí)間13日上午8時(shí)30分,注定是載入歷史的一天,馬斯克的太空探索技術(shù)公司,SpaceX的新一代重型運(yùn)載火箭星艦第五次試飛,發(fā)射成功后的第6分47秒,星艦的一級(jí)重型助推火箭super heavy精準(zhǔn)的落回發(fā)射架上,實(shí)現(xiàn)了人類歷史上第一次筷子夾火箭。一級(jí)助推火箭被成功回收,意味著星艦的發(fā)射成本降低一半,人類通往太空的天梯在成本方面邁了一大步。

網(wǎng)絡(luò)上有全過(guò)程的視頻,一開始是云層中穿出的一條白線,白線的末端是黑色艦體,艦體末端是一個(gè)亮點(diǎn)。亮點(diǎn)越來(lái)越大,從點(diǎn)變成了一小段亮光,快要接近黃昏晚霞和云層的時(shí)候,能夠看清一級(jí)火箭的黑色主體,然后一級(jí)火箭點(diǎn)火,黑色的艦體下方是等長(zhǎng)的火焰,穿越云層的時(shí)候,巨大的熱量將空氣中的水分瞬間蒸騰成了水蒸氣。

快接近發(fā)射架的時(shí)候,艦體從傾斜角度變成接近垂直,然后一部分火焰向上燒灼到艦體下半部分,艦體垂直,一邊向發(fā)射架靠近,一邊降低高度,此時(shí)人群的歡呼聲已經(jīng)越來(lái)越大,快接近發(fā)射架的時(shí)候,艦體向一側(cè)傾斜,尾部和火焰先靠近發(fā)射架,逐步下降,隨后發(fā)射架下方騰起巨大的水汽。

星艦漸漸停在了發(fā)射架旁邊,透過(guò)水汽能看到星艦火焰的巨大亮光,隨后火焰爆閃,釋放了最后一點(diǎn)能量,火焰和水蒸氣逐漸熄滅,一級(jí)火箭靜靜的懸空在發(fā)射架旁邊,被兩個(gè)巨大的金屬機(jī)械臂(也被稱為筷子)緊緊的夾住,此時(shí)人群的喧囂達(dá)到了頂點(diǎn)。

與此同時(shí),星艦飛船在太空中飛行。

準(zhǔn)確得講是火箭掛筷子,筷子夾火箭具體結(jié)構(gòu)不是靠柵格翼,不是機(jī)械臂夾住助推器,而是兩個(gè)專門的掛鉤,助推器掛在筷子上。

在返回過(guò)程中,距離地面800米,助推器僅靠3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)保持垂直狀態(tài),距離地面65米時(shí)保留1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)工作。當(dāng)一級(jí)助推器三分之二部分落在機(jī)械臂下面時(shí),助推器保持懸停,單個(gè)長(zhǎng)36米的機(jī)械臂依靠液壓油缸合攏,助推器有兩個(gè)掛鉤,掛鉤比柵格翼稍微低一些,能夠承受2000噸的重量,掛鉤掛在筷子上,任務(wù)完成。在這個(gè)過(guò)程中,一級(jí)助推火箭要在空中完成轉(zhuǎn)體,將兩個(gè)掛鉤對(duì)準(zhǔn)筷子準(zhǔn)確落下。

之前SpaceX的獵鷹9號(hào)采用的是地面或者海上平臺(tái)的站立回收方式,著陸支架是一次性的,每次著陸要檢修和翻新,獵鷹9號(hào)采用液氧煤油為燃料,每次發(fā)射完需要徹底清洗發(fā)動(dòng)機(jī)。需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

根據(jù)馬斯克的構(gòu)想,星艦不僅可以承擔(dān)太空任務(wù),也可以實(shí)現(xiàn)跨大洋的星際運(yùn)輸交通工具,上海到紐約只要半小時(shí),一次運(yùn)載上百人。星艦的研制理念就是快速重復(fù)使用,他們提出要在一天之內(nèi),同一個(gè)助推器完成三次發(fā)射的目標(biāo)(快速回收、加注燃料、再發(fā)射)。

顯然獵鷹9號(hào)的方式不適用,獵鷹負(fù)責(zé)地球近地軌道任務(wù),星艦要大得多重得多,使用著陸腿站立回收風(fēng)險(xiǎn)大。所以采用機(jī)械金屬臂在一級(jí)助推器降落時(shí)夾住的方式,助推器在發(fā)射架上,可以直接重新加注燃料,還可以就地檢修,星艦使用液氧和液態(tài)甲烷,維護(hù)簡(jiǎn)單即可發(fā)射,效率極大提升。

星艦采用不銹鋼材料,總高度約120米,直徑9米,一共兩部分組成,底部70米高的助推器和頂部50米高的飛船,兩部分都設(shè)計(jì)成可回收。一級(jí)助推器用了多達(dá)33臺(tái)Raptor發(fā)動(dòng)機(jī),裝載3400噸燃料,可以產(chǎn)生超過(guò)7600噸的推力。星艦理論上可單次運(yùn)送250噸載荷和100人前往火星。星艦是人類歷史上尺寸最大、推進(jìn)力最強(qiáng)、運(yùn)力最大的火箭,阿波羅登月計(jì)劃的土星5號(hào)近地軌道的有效載荷是118,000kg,星艦則是150,000kg。而且星艦可以快速的反復(fù)使用。

從而讓星艦的成本低得多,在得克薩斯州博卡奇卡召開的“星艦”發(fā)布會(huì)上,馬斯克表示,超重火箭助推器發(fā)射6分鐘后就能返回,大約每小時(shí)就能發(fā)射一次??焖僦貜?fù)使用也意味著降低成本,每次飛行可能只需幾百萬(wàn)美元,甚至最少可能只要100萬(wàn)美元。規(guī)模化生產(chǎn),每年建造100艘的速度,打造1000艘“星艦”組成的太空艦隊(duì),將10萬(wàn)人和相關(guān)物資運(yùn)送到火星,實(shí)現(xiàn)從21世紀(jì)20年代后期開始移民火星的夢(mèng)想。

有句話講商業(yè)模型的成功在于兩點(diǎn),技術(shù)的進(jìn)步或者成本的降低,只要做到這兩點(diǎn),商業(yè)模式成功就可以盈利。星艦顯然是在技術(shù)和成本兩個(gè)方面都做到了進(jìn)步。星艦都有哪些技術(shù)的進(jìn)步,我們下期再聊。

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