馬斯克的星際飛船最快將於今晚發射升空:有望改變太空探索現狀

馬斯克的SpaceX星際飛船今晚正式點火發射,你覺得他會成功嗎?(來源:科技大佬見聞)

4月17日消息,SpaceX計劃於美國東部時間週一早上進行發射測試,首次嘗試將整個星際飛船系統點火升空。如果一切順利的話,這將爲人類探索太空帶來全新方式。

上週五,美國聯邦航空管理局(FAA)已經向SpaceX頒發了發射許可證。SpaceX表示,星際飛船系統從美國東部時間週一上午8點(北京時間週一晚21點)開始有兩個半小時的發射時間窗口。如果當天的發射因故延期,接下來的幾天內還會有其他發射機會。

超級重型助推器和頂部的星際飛船堆疊在一起近400英尺(約合121米),單單助推器就搭載了33部發動機。美國國家航空航天局(NASA)局長比爾·尼爾森(Bill Nelson)總喜歡吹噓旗下的巨型登月火箭太空發射系統(SLS)。但星際飛船系統的推力幾乎是SLS火箭的兩倍;而且NASA的SLS火箭在發射有效載荷後會墜入海洋,但星際飛船系統的設計是在發射後返回地面,然後再次使用。

危险代码

如果說SLS代表了傳統的火箭設計方法,那麼星際飛船系統則是現代太空飛行的象徵。星際飛船設計上有在軌道上加註燃料的能力,這使得SpaceX可以將大量貨物和幾十人送入遙遠太空。而且星際飛船是可重複使用的,預計運行成本也會遠遠低於SLS。

此次發射將是SpaceX公司首次嘗試發射整個星際飛船系統,其中既包括超級重型助推器,也包括頂部的星際飛船。考慮到整體系統的尺寸和複雜性,成功發射將是一次壯舉。SpaceX在一份聲明中說:“這種測試衡量成功的標準是我們能從中學到多少東西。在SpaceX迅速推進星際飛船開發的過程中,這種測試將爲未來成功提供更多信息並提高成功概率。”

馬斯克上個月在摩根士丹利主辦的一次會議上表示,第一次發射成功的概率爲50%。“我不是說它會進入軌道,但我保證肯定會很精彩,”馬斯克說。“不會枯燥無味。”

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如果這次能成功飛行,那麼星際飛船系統不僅可以作爲探索工具,也可以作爲科學研究工具。由於這種巨型火箭能將大質量物體送入軌道,天文學家和天體物理學家開始重新思考能用它來發射什麼樣的望遠鏡和儀器。

根據SpaceX在2020年發佈的一份用戶指南,在完全可重複使用的前提下,星際飛船系統將能夠將超過100噸貨物送到月球,能送到近地軌道的貨物會更多。

根據NASA的數據,目前SLS火箭能將27噸有效載荷送上月球。即便進行升級後,SLS火箭向月球運送有效載荷的能力也只能加到38噸。

爱恋的视线

三位天文學家和物理學家在《今日物理學》(Physics Today)上發表的一篇文章預測:“假設能成功,那麼星際飛船系統將極大增強我們的太空探索能力,從本質上改變天體物理學任務的架構。”“…太空天體物理學任務一直受到發射能力的嚴格限制,20年裡都沒有什麼實質性變化。”

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美國國家科學、工程和醫學院(NASEM)去年的一份報告表示,“星際飛船系統可以容納比傳統NASA行星級負載大得多、重得多的有效載荷,傳統NASA負載因爲發射成本而儘可能減少有效載荷尺寸和質量的需要會大大降低。”

“這真的就簡單多了。當你爲天文學設計任何任務時,都會受到火箭可用質量的限制,”哈佛和史密森天體物理中心高級天體物理學家馬丁·埃爾維斯(Martin Elvis)在接受採訪時說。例如,NASA的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡必須設計成可摺疊,這樣才能塞進阿麗亞娜5號火箭的鼻錐中進入太空。而且韋伯太空望遠鏡的總質量不到14000磅(約合6.35噸),遠遠小於星際飛船系統的負載。

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“你的整個開發過程,你的整個設計過程,都會變得很簡單,”埃爾維斯說。“這能節省大量成本。”

事實上,星際飛船的貨運空間很大,以至於航天工業可能需要一段時間才能適應。

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諮詢公司Bryce Space and Technology首席執行官卡里薩·克里斯滕森(Carissa Christensen)說:“星際飛船系統對於目前的大多數有效載荷來說都太大了。”“但如果發射價格足夠便宜,這可能就無關緊要了。短期內星際飛船可以直接替代性能較差的火箭。而真正的影響將是如何利用巨大容量的新理念,市場需要幾年時間來設計和製造針對星際飛船優化過的有效載荷。”

星際飛船系統設計上的承諾和SpaceX首席執行官埃隆·馬斯克(Elon Musk)有關“星際飛船系統可以讓人類殖民火星成爲現實”的斷言吸引到大批擁躉。多年來,他們一直在聽馬斯克發表各種關於巨型火箭的演講,癡迷跟蹤星際飛船的設計迭代,還前往SpaceX位於德克薩斯州偏遠南部地區的星艦基地參觀。

星際飛船系統也贏得了NASA的支持,其已經成爲探月項目的核心裝備。2021年,NASA授予SpaceX一份價值29億美元的合同,讓其開發能讓宇航員在月球表面順利着陸的運載工具,這也是阿爾忒彌斯登月計劃的重要組成部分。

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還有客戶已經預訂星際飛船的飛行。日本億萬富翁前澤友作已經和其他幾位普通人預定了一次繞月旅行。另一位億萬富翁賈裡德·艾薩克曼(Jared Isaacman)曾在2021年搭乘SpaceX的載人龍飛船進入軌道,他也計劃與人一起執行星際飛船飛行任務。不過,目前還不清楚這兩人計劃何時搭乘星際飛船升空。

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近期來看,SpaceX需要用定期發射升空的星際飛船將新一代“星鏈”互聯網衛星送入軌道。這些新衛星比目前由獵鷹9號火箭批量發射的衛星功能更強。但馬斯克表示,新衛星要重得多,有1.25噸,需要更大動力的火箭。

但首先,SpaceX需要一次成功發射。

在早些時候進行的測試活動中,SpaceX不少星際飛船原型都爆炸了。也有飛船原型升到距地10公里的高空,但在嘗試着陸時發生爆炸。所幸最終SpaceX在測試中實現了星際飛船發射後的成功着陸。

去年,SpaceX首次發射星際飛船系統的計劃獲得了FAA初步批准。管理局要求SpaceX在獲得發射許可證之前採取行動保護周圍環境,減少發射活動對附近公共海灘和野生動物保護區的影響。

週一進行的發射測試要比之前規模大得多。星際飛船將被堆疊在搭載33部猛禽發動機的超級重型助推器之上升空,在全球大部分地區高速飛行,隨後穿過大氣層墜入夏威夷海岸附近的海洋中。

馬斯克表示,如果這次發射失敗,SpaceX會很快再次嘗試。“我們正在德克薩斯州南部建造多艘星際飛船,所以我認爲我們今年有80%的機會進入軌道。”

在這次測試中,SpaceX不會嘗試讓星際飛船或超級重型助推器着陸。最終SpaceX希望助推器能返回發射塔,被機械臂牢牢抓住。

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星際飛船本身在完成任務並重新進入地球大氣層後,會翻轉到水平飛行姿態並墜向地面,在接近地面時恢復垂直姿態,重新點燃發動機,然後降落到着陸臺上。SpaceX表示,這項技術能讓星際飛船系統“在太陽系中沒有跑道的目的地執行任務”。

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馬斯克說,一旦投入使用,星際飛船可以將“進入太空的成本降低幾個數量級”,使人們能夠前往火星,並最終實現人類成爲“多星球物種”的目標。

“我們不想成爲那種很差勁的單一星球文明,”馬斯克說。(辰辰)

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