Spacex星際飛船的變遷發展史,馬斯克去火星的星艦是怎麼來的(一)?

自2012年以來，Spacx一直致力於研製一種可重複使用的火箭家族，即現在的星際飛船（星艦），它最終目標是取代它的主力火箭——獵鷹9號系列。它的設計已經演變成一種雄心壯志空前的火箭，甚至比久負盛名的土星五號火箭還要大，但用途要多得多。

星艦完全版

如果發射成功，它將是世界上最大的運載火箭，質量為5000噸，是世界上最大客機空客A380的8倍多。

推動它離開地球的將是28個最新猛禽發動機，產生更多的推力非常驚人，相當於50架A380（75315千牛/16931500磅力）。僅星際飛船上層的重量就相當於獵鷹重型火箭的11/12，其可重複使用的貨運有效載荷達到150噸，相當於5次可重複使用的獵鷹重型發射之和。它的貨艙足夠大，足以裝下下一臺客運機車或一臺隧道挖掘機。

星艦

一艘客運星際飛船將在1000立方米的加壓艙內容納至少100名乘客，這個體積比國際空間站大9%。此外，這種星艦的變形版有可能在60分鐘或更短的時間內實現從地球上任何兩點的高超音速點對點飛行，實現全球一小時到達。

LEO軌道以外的任務需要一種在軌加油機，以便回收和修理衛星，執行環繞月球、火星和其他地方的任務。由於有可能將任務成本削減到目前水平的一小部分，所以星艦的首次亮相可能預示著太空飛行新紀元的到來。

火箭變遷

多虧了美國國家科學基金會（NSF）的幕後報導，SpaceX在公開場合的構建方法，以及Elon定期在推特上發布新的細節，我們已經能夠通過12個已知版本來追蹤它的進展。

我們將涵蓋七年來的設計變化，包括新的材料信息，內部思維和上層進化的新信息，這是自2018年8月9日國家科學基金會（NSF）關於SpaceX的「大獵鷹」火箭（Big Falcon Rocket，BFR）的第一篇綜合性文章發表以來學到的。

概念（2006-2012）

2006年，在試圖發射28噸重的「獵鷹1號」火箭時，剛成立4年的SpaceX公司獲得了美國宇航局的種子資金，建造了一種更大的10引擎火箭，即第一級9個引擎，第二級1個引擎，取消了小型獵鷹5號火箭的計劃。

獵鷹1號

不過，在決定繼續研製獵鷹9號之前，馬斯克計劃最終建造一種名為BFR或「大獵鷹火箭」的東西，據馬斯克傳記作家阿什利·萬斯（Ashlee Vance）稱，當時計劃建造史上最大的發動機。值得銘記的是，當時SpaceX公司失敗的獵鷹1號火箭的質量還不到土星5號衛星火箭大小的1/100！

2009年6月18日，美國航空航天研究所（AIAA）的MaxVozoff在軌道上的創新：商業載人探索和貨物運輸活動首次公開提及猛禽火箭發動機。然而，目前它沒有連接到BFR上去，被設想為獵鷹9號的氫氧上級發動機。

9個梅林發動機

2010年聯合推進大會上，（馬斯克）還介紹了大型獵鷹X、獵鷹X重型和獵鷹XX超重型運載火箭的概念構想。這些發動機由一臺巨大的Merlin 2發動機提供動力，發動機推力為7565kN（1700766lbf），在海平面上的ISP為285.0秒，真空中為321.4秒。

這些發動機基本上是SpaceX Merlin 1發動機的表兄弟，後者為獵鷹9提供動力，使用簡單的氣體發生器循環的煤油/液氧燃燒器。演講結束不久，馬斯克否認所展示的想法是未來火箭的堅定計劃。隨後的事件表明，它們實際上是星際飛船的雛形。

星艦原型機

2011年6月，工程師傑夫·桑伯格被安排負責猛禽發動機的開發，並由一個小團隊負責。由於優先級別低，其發展緩慢。（未完待續……）

註：本文轉載網上翻譯的NSF最新文章，對原翻譯的部分句子或者詞語做了修改，原文作者是菲利普·蓋納。