火箭發射成功的感想,中美先后發...
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2023-10-21
中美兩國的火箭,同一天發射,時間僅間隔了27分鐘,看起來是巧合的事情,就這么發生了。
【SLS火箭起飛】北京時間11月16日14時20分,谷神星一號遙四運載火箭,帶著5顆吉林一號高分03D衛星升空。僅僅27分鐘后,美國的SLS Block1火箭也在肯尼迪航天中心成功發射,將獵戶座載人飛船和10顆立方星送入太空。
【谷神星一號遙四火箭發射】谷神星一號是一種采用固液混合動力的四級火箭,不過別看火箭有四級,但其實谷神星一號火箭很小,全長約20米,發射重量才33噸左右,太陽同步軌道的運載能力也只有300公斤,是典型的小型火箭。
相比之下,SLS Block1火箭則龐大無比,高度達到了98米,發射重量更是高達2497噸,近地軌道運力有70-95噸,同時可以將27噸重的獵戶座載人飛船送入地月轉移軌道。SLS后續還要發展更大更重的Block2型,發射重量達到驚人的2948噸。
毫無疑問,SLS火箭是土星五號之后美國最大最強的火箭,推力甚至比土星5號還要多出15%,能壓它一頭的,只有還在研發和測試中的Space X公司的星艦。
【SLS火箭上面級搭載的10顆立方星】SLS Block1火箭這次執行的,正是美國重返月球的第一階段——“阿爾忒彌斯1號”任務,火箭負責把“獵戶座”登月飛船以及10顆立方星送入地月轉移軌道。其中,獵戶座飛船將繞月飛行25天半,預計12月11日重返地球。
這次的獵戶座飛船沒有搭載宇航員,如果“阿爾忒彌斯1號”任務順利完成,NASA會在2024年實施“阿爾忒彌斯2號”任務,宇航員會稱作獵戶座飛船完成繞月飛行,最后是“阿爾忒彌斯3號”任務,美國宇航員會乘坐飛船完成登月。
美國的重返月球計劃大致分這么三步走,目前的規劃是2025年-2026年完成。
【SLS火箭助推器分離的瞬間】除了SLS火箭,美國的重返月球計劃還有第二手準備,也就是SpaceX公司的星艦。星艦的設計指標也具備直接載人登月的能力,理論上可以繞過SLS和獵戶座飛船的組合,直接將宇航員送上月球表面。如果星艦能在2024年左右完成準備,SLS火箭甚至可能失去登月第一梯隊的資格。
美國時隔半個世紀開始推進重返月球計劃,直接原因并不是要利用月球資源,目前人類還沒有能力在月球表面采礦,更別提大規模運載月球礦物返回月球。美國是感受到了后發航天大國的挑戰,生怕被中國搶先登月。
【完成和助推器組合的星艦火箭】距離2004年啟動“嫦娥工程”,已經過去了17年,目前中國已經完成了探月前三期工程,發射了嫦娥一號、二號、三號、四號和五號探測器,實現了“繞、落、回”的目標。
“嫦娥工程”現已經推進到第四期,接下來還將發射嫦娥六號、七號和八號探測器,這個階段會初步建設國際月球科研站,相當于在月球的軌道上建立一座小型空間站。
【玉兔2號月球車】最后就是載人登月,這個階段最重要的環節就是重型火箭,能將載人飛船運送到地月轉移軌道的重型火箭。我國目前沒有一種現役火箭能夠完成這項任務,不過新一代載人運載火箭以及長征九號重型運載火箭已經進入研發階段。
在今年的珠海航展上,這兩款火箭都以最新構型亮相。
【921火箭、長九火箭和長五B火箭模型】新一代載人運載火箭也被稱作921火箭,目前公布的方案采用三級半構型,芯級火箭直徑5米,捆綁的助推器是兩個5米級火箭,和芯級火箭是同一個型號,盡量降低研發和生產成本。
921火箭全長高達90米,起飛重量超過2100噸,近地軌道運送能力有70噸,并且有能力將27噸的載荷運送至地月轉移軌道,從硬指標上看,已經達到了SLS Block1火箭的水平。
長征九號火箭的指標更高,它的近地軌道運載能力達到了150噸,理論上具備把天宮空間站一次性送入太空的能力。在地月轉移軌道上,長征九號火箭的運載能力也到了50噸,將近921火箭的兩倍,性能遠超SLS Block1火箭。
長征九號此前公開的構型和長征五號類似,也采用芯級+4臺助推器捆綁構型,總高度為100米,因此也被稱作大號長五。這次的珠海航展上公開的長九模型卻完全不同,不僅四臺助推器全部取消變身“光桿”,還在箭體上增加了四片柵格舵,具備了箭體回收能力。
921火箭的子系統主要基于目前的長五系列,技術相對成熟,成本也更低。長九火箭則需要研制直徑為9.5米的芯級火箭,性能更高的同時,成本和技術風險也更大。
921火箭大致對標SLS火箭,而長征九號對標“星艦”,中國的登月火箭也有兩個型號互為備份。
【我國新一代載人飛船】無論是921火箭還是長征九號火箭,都計劃在2030年左右投入使用,比“阿爾忒彌斯3”任務的規劃要晚4到5年。不過中國的探月工程是基于自身的深空探測規劃,并非為了和美國較勁。
探測和開發月球,理應是為了拓展人類生存空間而進行的太空探索,如今卻被美國搞的更像登月競賽。中國的探月工程無需理會什么“阿爾忒彌斯”任務,只需要按照自己的規劃和進度,一步一個腳印地去實現中華民族千百年來的登月夢。
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