SpaceX“Block 5”为何意义重大

嘘!想要一枚二手火箭吗?我这儿有一个很棒的,今天就可以发射

C. Scharf 2018

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


任何对太空探索和火箭技术稍感兴趣的人都会注意到,在2018年5月11日进行的一次看似寻常的(对于SpaceX而言)火箭发射中,存在着某种激动人心的氛围。一枚猎鹰9号火箭从卡纳维拉尔角起飞,将孟加拉国的第一颗通信卫星送入太空,并将主级火箭成功带回地球,并在9分钟后整齐地降落在距离卡角约400公里的“当然,我还爱着你”无人船上。

这证明了SpaceX在这方面做得有多么出色(目前最引人注目的可能是最近猎鹰重型火箭测试中助推器的双着陆——我的意思是,这简直是在炫耀,我们甚至还没有提到还将一辆特斯拉跑车发射到太阳系中),以至于我们这些在社交媒体上感到疲惫的眼睛都认为这次着陆非常 routine。

但5月11日的着陆绝对是特别的。这个版本的猎鹰9号火箭采用了一种设计,为了向苏联火箭技术致敬,被命名为“Block 5”,它应该达到可重复使用性的新标准。


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具体而言,“Block 5”的目标是能够进行100次发射。这听起来令人印象深刻,但当然,NASA的航天飞机也被设计为可重复发射。例如,轨道飞行器“发现号”令人印象深刻地进入太空39次,“亚特兰蒂斯号”达到33次,“奋进号”也达到了25次。

但航天飞机并不是一种简单的重复使用飞行器。事实上,只有轨道飞行器和固体燃料助推器可以重复使用,而且必须经过大量的翻新。每次发射的实际成本估计从4.5亿美元到高达15亿美元不等(如果算上该计划的全部开发和建设成本)。这并不是说它不是一项非凡的技术成就——而且如果没有在这个过程中学到的东西,像SpaceX这样的努力就需要更多的时间进行研发——但它的最终成本确实非常昂贵。

“Block 5”真正特别之处不在于其100次发射的设计目标(这只有时间才能证实),而在于其在多达10次单独发射之间实现零翻新的目标。换句话说,检查一下,抛光一下,加注燃料,然后再次发射。因此,每次发射的成本应该降至数千万美元,而不是数亿美元。

如果这能奏效,那将是发射周转时间和成本方面的重大进步。“Block 5”的工程设计包括许多对早期版本的增强和调整。这些包括复合材料缠绕压力容器——碳纤维缠绕铝制容器,用于容纳液氦,液氦为推进剂箱加压(您必须用力驱动这些成吨的推进剂到达其点火位置)。9个发动机(“章鱼网”)的支撑结构是螺栓连接的铝制材料,以增强热响应,着陆腿带有闩锁,以帮助在无人船上平稳着陆,航空电子设备已升级,级间段(主助推器和第二级之间)具有无漆热保护,因此助推器的顶部不会在上级点火时被烧毁。

锦上添花的是,“Block 5”的设计符合NASA对载人商业航天的要求。

所有这一切都意味着,我们这个物种与太空建立新型关系的时代即将来临。这将是一次有趣的旅程。

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