近地軌道運力超800噸火箭達人類科技巔峰,但殖民火星還缺一條件

2020-09-03 川陀太空

上月底的測試成功也是馬斯剋星艦項目原型機完成一次最接近軌道的試驗,下一代星際發射系統將比原型機大兩倍,可將人類和貨物送上月球和火星。如此強大的火箭是登陸火星的基礎,但是還缺少一個關鍵技術,這就是太空人的生命支持系統。深空飛行對於太空人而言是個未知數,可能在半途遇到各種故障,但太空人不可能去維修,如果遇到太陽風暴,那麼情況就更加不確定了。

出品:川陀太空

上個月底,太空探索技術公司進行了第二次星際運輸飛船的自由飛行試驗,筆者注意到,測試結果讓馬斯克非常滿意,達到預期目的,成功地離開地面150米以上,最終降落在另一個地方。這是太空探索技術公司殖民火星的第一步:打算一款合適的火箭。根據馬斯克的時間表,貨運版的星際運輸飛船預計在2022年至2024年之間進行測試,第一次載人在貨運版首飛兩年之後進行。

如果一切順利,2040年前我們可能會看到人類站在火星表面,這是一個劃時代的意義。上月底的測試成功也是馬斯剋星艦項目原型機完成一次最接近軌道的試驗,下一代星際發射系統將比原型機大兩倍,可將人類和貨物送上月球和火星。

上一次登月是在1969年,NASA開發了土星五號運載火箭,可以說火箭上的成功使得NASA在登月領域的推進非常順利。馬斯克所要研發的則是更大版本的土星五號,依靠民間資本和科技要研發如此龐大的火箭,難度可想而知。

馬斯克所言,星艦原型機的直徑為12米,使用星際運輸系統或升級的發動機技術之後會達到18米,但測試版本的星艦隻有9米的直徑,長度為120米,與最終版本還有很大的距離。目前,太空探索技術公司正在德州博卡奇卡和佛州卡納維拉爾角的兩個工廠中進行星際零部件製造,分別建造了兩個全尺寸模型,被命名為為MK.1和MK.2原型機。

下一步,馬斯克預計將兩個原型機發射到亞軌道上,完成亞軌道測試,高度在30公裡以上。如果成功的話,就是有史以來最大的飛船了,而且沒有之一。星艦軌道艙部分長度為55米,需要6臺猛禽發動機並聯,推力超過1.15萬千牛,超重型助推器至少有70米高,能產生高達9萬千牛的推力。超重助推器可能算是地球上最大的助推火箭了,由30個海平面優化和7個真空優化的發動機提供動力,如此強大的發動機可以推動高度240米的星艦。

放大兩倍之後的星艦表面積會增加至少8倍,助推器容積也會增加數倍,那麼運載能力也會大大增加。馬斯克設想的星艦運載能力達到800噸,可在軌道上進行組裝,組合體重量為1.02萬噸,具備前往火星的一切條件。按照其設計參數,可以在80天內抵達火星,飛船上還有百萬瓦級的太陽能電池板,可提供有效的電力。

如此強大的火箭是登陸火星的基礎,但是還缺少一個關鍵技術,這就是太空人的生命支持系統。深空飛行對於太空人而言是個未知數,可能在半途遇到各種故障,但太空人不可能去維修,如果遇到太陽風暴,那麼情況就更加不確定了。

太空探索技術公司在太空人、火星殖民者的生命保障方面所公開的信息比較少,而大量的時間都花在如何研發火箭上。如果生命無法得到有效保障,那麼殖民火星無疑是單程票。針對這個問題,我們也可以得出一個結論,太空人、火星殖民者的生命支持、保障系統也處於研發中,馬斯克要讓10萬人殖民火星,生命保障和支持可不是保護一艘宇宙飛船那麼簡單,這才是殖民火星的最大制約因素。

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