跆拳道大灰狼

我是资深航天科普作者,关于“重型猎鹰”火箭首飞成功,问我吧!

2018年2月7日4时45分许,SpaceX旗下的新型火箭,也是现役运力最强火箭——“重型猎鹰”(Falcon Heavy)火箭首飞成功。
“重型猎鹰”火箭是自土星5号和能源号运载火箭后,运力最强的火箭,它将是未来深空探索发射的备选火箭之一。
我是航天科普作者跆拳道大灰狼,毕业于哈工大,是航天爱好者网负责人之一,也是中国航天报,《太空探索》杂志和腾讯太空航天方面的资深作者。此次“重型猎鹰”火箭首飞成功,象征SpaceX的发展进入了一个新的阶段。
重型猎鹰未来会对航天业有哪些冲击?会驱动哪些振奋人心的深空探索任务?对马斯克的火星殖民构想有哪些作用?关于“重型猎鹰”火箭首飞成功,欢迎大家一起聊聊!
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焦点 2018-02-07 已关闭提问

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您好,感觉中国的运载火箭技术已经非常领先了,怎么没有航天飞机呢?

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为什么航天不能利用核能,苏联不是尝试过吗?

跆拳道大灰狼 2018-02-16

看你说的是怎么利用核能,如果只是运用核电池来为航天器供电,那么目前已经有很多航天器利用了核能,比如正在火星工作的好奇号火星车,就采用了放射性同位素电池(俗称核电池)来提供电力,16年飞掠冥王星的新视野号(也称新地平线号)探测器也采用了类似的放射性同位素电池(依靠10.9公斤的钚在放射性衰变中放出的热量来保温和供电)。如果说的是核能推进,冷战时期,美苏都在核热推进领域做出过很多尝试和研究,比如美国的NERVA项目。核热推进是指采用空间反应堆加热低原子量的推进剂(比较理想的是氢)来驱动航天器,比冲可以高达900秒左右,是传统化学推进的两倍甚至更高。但是核热推进虽然比冲很高,但是推重比较低,不适用于大气层内起飞时使用。而且最关键的是核热推进难免会有放射性物质随着发动机工作而被释放到大气中,这是世界各国核安全监管机构绝不允许的,也是冷战后核热推进被束之高阁的根本原因之一。另外随着比冲(推进效率)更高的电推的普及,核热推进的比冲优势逐步变得不再那么重要,加之核推进在政治和环保上的巨大壁垒,目前基本不在考虑之内。即使NASA在战神计划中曾经考虑过核热推进(NTR),但最终也是胎死腹中。现在的最新计划已经改为采用大规模电推进。而如果说的是空间堆的话,目前仍然处在缓步研发中,主要是没有特别强烈的空间堆需求,所以研发优先级并不高。

跆拳道大灰狼 2018-02-12

这是业界惯例,火箭首飞风险很大,所以首飞载荷一般都不是高价值的,大多是模拟配重或者低价值的试验载荷,同时考虑到火箭技术状态尚不稳定,大多数首飞时也不是最大运力起飞。这和飞机首飞时都是空载起飞,谁家战斗机首飞也不是满油满弹起飞的是一个道理。这在国际航天领域基本是惯例,我国也不例外,并没有什么奇怪,很多媒体就是愿意揪住这点事情,非要证明重型猎鹰很烂才罢休,很无聊。很多运载火箭的最大运力实际上直到这种火箭退役都没有实际用上过,这种事情很正常。即使按照设计最大运力发射,这种情况一般也都发生在火箭成熟后,技术状态稳定之后才能进行。所以说如果从这次发射来看,确实是无法证明重型猎鹰的实际运力,但从这次任务的载荷和轨道来看,经过分析核算,重型猎鹰运力此次发射表现的运力水平与宇宙神5的541构型运力基本类似,这已经不低了。很多媒体就愿意说SpaceX宣称63吨运力实际只打了2吨多,这是很搞笑的,63.8吨运力是近地轨道,而此次跑车的轨道远日点已经快到小行星带了。这两个轨道高度完全不可同日而语。就相当于有人说他的车一箱油能拉1吨货从北京到广州,你说“你这破车太垃圾,我这车一箱油能拉10吨货从北京开到天津”是一个道理,不同轨道的运力不能直接对比。如果你们真要看重型猎鹰打63.8吨载荷,我可以告诉你,你很可能直到这款火箭退役都不会看到他打这么重的载荷,因为限于火箭整流罩尺寸和低地轨道未来商业航天形势,基本不会有这么重的近地轨道载荷,国际空间站的舱段也才20吨左右。但是其运力是否有这个水平,航天业内人士会根据未来任务做出合理的等效分析的。另外此次任务中的重型猎鹰火箭并不是完全版,只是基于猎鹰9 Block3构型的版本,未来基于Block5构型还将有新的版本的重型猎鹰火箭,运力更强。回头说到跑车,空间中的辐射效应确实很强,尤其是这辆跑车已经飞出范艾伦辐射带,但是车本身并不会解体,这你可以参考正在深空中飞行的各种探测器,跑车主要有铝合金车身和锂电池组成(可能已经拆除),这些材料在航天领域都有所应用,如果跑车会解体,估计这些深空探测器也活不了多久。然而事实是美国一些深空探测器已经在太阳系内飞行了40多年,却依旧在工作。

跆拳道大灰狼 2018-02-12

经济方面问题是一方面,F1是洛克达因研发,该公司作为美国火箭发动机领域实力最强的公司之一,旗下有众多性能优异的发动机型号,但统一的特点就是——贵。到现在为止还是这样,航天飞机的主发动机SSME和半人马上面级的RL-10系列直到现在都贵的让客户无奈。但是贵是有贵的道理的,F1是人类迄今为止推理最大的单燃烧室液体火箭发动机,虽然绝对推力不如前苏联的RD-170,但是为了解决大功率涡轮泵、耦合振动、以及最难缠的燃烧稳定性方面,洛克达因做了巨量的试验和工作,不严谨的说是基本是用大量的实际点火试验堆成的F1发动机。但在土星五号退役之后,F1的弊端就逐步暴露出来了,首先是航天飞机为了考虑一定程度的可复用性,采用了可重复使用的分级燃烧氢氧发动机RS-25,也叫SSME(Space Shuttle Main Engine),同样为洛克达因研制,助推器采用大推力分段式固体火箭助推器。落选航天飞机后,其他运载火箭限于F1的燃气发生器循环和高额成本,加之推力过大,落选了其他运载火箭的起飞级发动机选型。因此洛克达因根据NASA要求,只能封存技术资料和生产线。但后来的事情大家都知道,再也没有人用过F1,现在美国正在研制新一代重型运载火箭太空发射系统(SLS),其中也用到了分段式大推力固体火箭发动机作为助推器,但是NASA对于固体助推器的低比冲不甚满意,所以推出了先进助推器计划,拟采用重启F-1生产线,生产其改进型F-1A来替换固体助推器,但是看目前SLS的糟糕进度,先进助推器的需求并不强烈。所以该计划最终估计也是大概率搁浅。

我国有可回收卫星么?

跆拳道大灰狼 2018-02-12

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跆拳道大灰狼 2018-02-12

并不是不打算给重型猎鹰注册,而是SpaceX基本就没什么专利,有人专门研究和搜罗过SpaceX自创办至今所有主要创始人和早期员工注册的专利,除动力部门主管汤姆·穆勒有过一个有关针拴式喷注器的专利外,很少有人有专利,或者专利与SpaceX工作期间无关。而SpaceX的VTVL回收技术也没有注册专利,搞笑的是蓝色起源反倒是抢先注册过这个专利。除此之外SpaceX在近些年也很少发表论文,根据网上调研,除早期创历阶段为了扩大公司影响曾经发表过少数几篇论文之外,公司近些年以公司名义或员工名义发表的论文数量凤毛麟角。除此之外,SpceX也很少参加各种各样的航天航空展会,不设置大规模的展台,或者只设置一个不起眼的小展台。和波音、洛克希德·马丁、ULA、ILS等国际航天企业完全不是一个画风。此外几乎在任何媒体上都不做任何广告,公司宣传完全靠媒体主动报道和粉丝传播。要说原因其实主要还是公司本身融入了一些创始人身上的强烈个性,加之公司本身极具曝光度,马斯克曾在采访中公开表示很多博士论文就是几页纸,并没有转化为实际的技术革新(应该指非理论性的),认为注册专利和发表论文实质上对研发进度和员工个人精力都是一种浪费,另外作为一家实在的商业航天企业,实打实的技术革新和商业订单是最重要的,专利和论文并不在此列。

美利坚是不是人类的xiw

跆拳道大灰狼 2018-02-09

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