「科普」一篇看完SpaceX猎鹰重型火箭首飞:这是台飞向火星的特斯

SpaceX的猎鹰重型火箭(Falcon Heavy),在美国东部时间2月6日下午3:45,北京时间2月7日4:45成功发射,这是载人航天史上的一个新里程碑。刚刚昨天,被股市分析师称为最大科技泡沫的比特币暴跌拖累了全球股市,而SpaceX的猎鹰重型火箭的成功发射,一扫了科技圈头上的阴霾。

连我们爱搞机也得跨界为大家汇总一下这支火箭的消息,就大概能知道它的意义有多大了。此次科普将从猎鹰重型火箭的“背景资料和参数、火箭上的有趣设定、其对人类航空业的影响”这3个方面进行,希望能帮助大家了解这次发射和它的影响。

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背景与经过

SpaceX由伊隆·马斯克(Elon Musk)于2002成立,可部分重复使用的猎鹰1号和猎鹰9号运载火箭,于2008年和2010年首飞成功,并在2012年开始为国际空间站运送补给物资。而猎鹰9号现在标志性的火箭回收,经过了多次失败后,终于在2015年12月22日首次成功回收。但在2016年,猎鹰9号三度发射失败,经过马斯克“整顿”,SpaceX步入正轨。

在2016年4月,终于成功完成了人类首次海上火箭回收,并在2017年多次发射商用卫星。当中,在上一年10月,猎鹰9号以“一箭十星”的形式,送了10颗铱星卫星上太空(没错,就是当年差点拖垮摩托罗拉那个铱星)。

这次的猎鹰重型火箭计划,最早在2011年首次宣布,当初的目标是在2013或2014年发射。延迟4年后,猎鹰重型火箭首次试射就成功上天了。从宣布计划到今天发射,SpaceX已经为猎鹰重型火箭花了7年时间。

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猎鹰重型火箭高70米,宽12.2米,总重1420.8吨,起飞推力500万磅,相当于18架747飞机推力综合。它是SpaceX现在最大的运载火箭,也是在役运力最强的火箭,在它之上的只有阿波罗计划中的土星5号运载火箭(其余的都是些还没开始量产的竞争对手)。猎鹰重型火箭可以把63.8吨的载荷送上近地轨道,或者是把18吨的载荷送上火星,它甚至有能力把3.5顿载荷扔上冥王星轨道(之前被抛出九大行星的那颗)。


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猎鹰重型的一级火箭,由3枚猎鹰9号“捆绑”而成,一共有27个梅林引擎(每枚“猎鹰9号”有9个引擎),当中有两枚还是在2016年执行过发射任务。这次的发射中,3枚一级火箭中,只有芯级火箭(指在中间的主推进器)没有成功回收,另外2枚都成功在陆地回收了。


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芯级火箭(中间的主推进器)上,9台引擎中了本来预设要重新点燃的3台引擎,有2台都没能启动,导致火箭以450公里/小时的速度坠落大西洋了。但即便如此,SpaceX已经完成了总共23支火箭的回收了。

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这次发射的目标是到达火星轨道,火箭会将在地球轨道停留6小时,然后重新点燃发动机飞往地球和火星之间的轨道。而从地球到火星的旅程,平均需要162天。地球和火星的上一次的最近距离在2003年,相距5600万千米(地月距离38万千米,相差近150倍),而当地球和火星都处于远日点时,两者距离更是高达2.25亿千米。

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马斯克预计这次的测试载荷(特斯拉午夜樱桃红Roadster跑车),最终会非常接近火星,并在轨道上漂流上亿年,它甚至有可能会落到火星上(当然,可能性非常小)。因为目标是不是火星地面,而且就算误入火星大气层也会被烧毁,所以过程中没有地球微生物污染火星的风险。

SpaceX计划2018年上半年发射一颗大型沙特阿拉伯通信卫星(名为 Arabsat 6A),并在上半年为美国空军发射一个测试有效载荷,以通过国家安全任务的火箭认证。再往后,猎鹰重型火箭将为 Inmarsat 和 Viasat 再发射两颗通信卫星。

充满人文气息与致敬的小细节

这次的故事中,有几个有趣且充满人(zhuang)文(bi)气息的点:

猎鹰重型火箭的发射场是美国佛罗里达肯尼迪航天中心,这也是1969年把人类带上月球的阿波罗11号的发射地点。

马斯克本身对发射本身没有很大的期待,这毕竟是该火箭首飞。马斯克也多次表示火箭可能会爆炸,只要不炸飞发射台就认为算是取得成功了。

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看图片就大概能脑补到猎鹰重型火箭的载荷仓有多大了

一般用来做测试载荷的,都是混凝土块,而马斯克则把他自己的另外一家公司——特斯拉的午夜樱桃红Roadster跑车。

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这台特斯拉是人类第一台上太空的汽车,如果计划顺利,它还会陆续创下“首台跑到火星轨道的汽车”、“运动速度最快的汽车”等记录。