嫦娥五號即將返回之際美國火箭爆炸:留給我們的時間仍然不多

2020年12月11日23:40:05 科學 1646

編者按:馬斯克預計在2024年首次實現讓星艦在月球表面著陸,2026年啟動首次載人火星飛行計劃,如果順利的話,載人火星飛行還會提前。針對SpaceX和美國宇航局兩手抓的局面,我們應該儘快開展登月火箭的研發。


宇宙印象|頭條獨家 深度科普欄目第1533期

12月9日,SpaceX的Starship星艦太空飛行系統SN8號實驗飛行器在測試時發生爆炸,這次試飛的高度達到了12.5公里,相當於普通客機的巡航高度。試飛過程是這樣的,SN8將全面模擬在火星著陸、重返地球著陸時的機動動作,使用兩對安定面和3台猛禽發動機控制速度和姿態,升空6分42秒之後,由於降落的速度過快,導致觸地發生爆炸。

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圖片解讀:SN8原型機無動力滑翔,模擬在火星上著陸的機動方式

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圖片解讀:SN8原型機在空中關閉甲烷發動機

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圖片解讀:SN8原型機啟動液態甲烷發動機

SN8號實驗飛行器事故原因

SpaceX的相關團隊給出的事故原因是著陸時燃料箱壓力偏低,導致著陸速度偏高,壓力偏低與動力輸出之間存在關聯,液態甲烷燃料無法正常輸出,火箭的推力就不夠,SN8的問題就在動力這塊。同時,我們應該應該注意到,SN8原型機也取得了一些成果,比如從起飛到返回姿態控制,都突破了SN5和SN6的里程碑,前兩者飛行高度不到150米,而且看上去都非常簡陋,就像一個圓筒,沒有空氣動力的造型。SN8是第一台與星艦比較接近的原型機,安裝了3台猛禽發動機,還有前鼻錐、兩對襟翼結構。SN8降落時需要襟翼控制,這次試飛襟翼和動作筒控制不存在問題。

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圖片解讀:SN8原型機觸地爆炸

Starship星艦最快在2024年升空

SpaceX的星艦有兩個部分組成,第一個是星艦飛船,有6台猛禽發動機組成作為動力,還有一個是超級重型助推器,有30台猛禽發動機。這個組合可以將人和貨物送到火星、月球、太陽系更遠的其他天體上,且可重複使用。馬斯克預計在2024年首次實現讓星艦在月球表面著陸,2026年啟動首次載人火星飛行計劃,如果順利的話,載人火星飛行還會提前。

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圖片解讀:Starship星艦太空飛行系統的最終形態

美國的Starship星艦太空飛行系統在最後落地時出現動力裝置故障,導致觸地爆炸,時間點正好在嫦娥五號返回艙即將返回地球之際。美國目前在月球方向上的探索已經處於落後,但Starship星艦太空飛行系統對我們的威脅是非常大的,如果按馬斯克的說法,在2026年可以形成載人登陸火星,那麼他們完全可以成批成批將宇航員送到月球上,一次可運輸100人,如果換算成貨物的話,一次可投送150噸貨物,還能往返重複使用。

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我登月火箭已有方案

針對SpaceX和美國宇航局兩手抓的局面,我們應該儘快開展登月火箭的研發,即便是921火箭也行,頂多發射2至3次將載荷送到環月軌道進行對接。有了火箭之後啥都好說,嫦娥五號任務中我們掌握了環月軌道分離、對接、月面上升、第二宇宙速度返回等技術,我們只需要一次非載人驗證,就能載人登月。根據NASA和SpaceX的時間點,留給我們的時間仍然不多。

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