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大型火箭的過去、現(xiàn)在與未來

2018-02-22 21:15:17 來源: 都市快報(bào)

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2018年美國東部時(shí)間2月6日約15:48,SpaceX公司開發(fā)的獵鷹重型火箭在美國佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心39號發(fā)射臺(LC-39A)首飛成功,此后成功回收兩枚助推火箭,并飛向地球—火星軌道。獵鷹重型火箭高度是70米,直徑12.2米,可以將63.8噸物資送到“近地球軌道”,它的成功首飛,使其成為當(dāng)今世界上最強(qiáng)大的火箭。一個(gè)私營公司開發(fā)的火箭能夠獲得如此重大的成就,自然引起了世界媒體的轟動(dòng)。

但是,獵鷹重型并不是史上最強(qiáng)火箭,美國開發(fā)的“土星五號”火箭才是。土星五號高達(dá)110.6米,直徑10米,可以將140噸物資送入近地軌道。史上第二強(qiáng)火箭則是蘇聯(lián)的能源號火箭,可以將88噸物資送入近地軌道。土星五號和能源號都是在冷戰(zhàn)背景下產(chǎn)生的。

二戰(zhàn)之后,美蘇進(jìn)入全面對抗時(shí)期,在它們的競爭中,航天實(shí)力的競爭又是最核心的。在整個(gè)上世紀(jì)五十年代,美國的航天都落后于蘇聯(lián)。蘇聯(lián)不僅首先將衛(wèi)星發(fā)射上天,還首先將宇航員送入太空。這兩次落后深深刺激了美國政府和航天部門。1961年,美國政府宣布將進(jìn)行“阿波羅計(jì)劃”,該計(jì)劃要在10年內(nèi)將宇航員送上月球。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),美國將二戰(zhàn)期間為德國設(shè)計(jì)V2火箭的馮·布勞恩任命為火箭總負(fù)責(zé)人。馮·布勞恩先是完成了“木星”火箭,然后造出了“土星”系列火箭,其中以土星五號最為強(qiáng)大。

土星五號發(fā)射了阿波羅計(jì)劃中的12艘“阿波羅”飛船,其中的6艘將12名宇航員送到月球。正因?yàn)橥列俏逄柕亩αο嘀?,美國終于在1969年實(shí)現(xiàn)了人類首次登月,全球5億觀眾在電視里看到阿姆斯特朗踏上月球的土地。從1967年到1973年,土星五號共執(zhí)行過13次發(fā)射任務(wù),除了上述的12次阿波羅飛船之外,第13次任務(wù)是發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室。1972年12月,阿波羅17號成功登月后,美國停止了登月計(jì)劃。土星五號在1973年執(zhí)行完最后一次任務(wù)后,也停止生產(chǎn),生產(chǎn)線也被拆除,從此成為神話一般的存在。

在美國宣布要執(zhí)行登月計(jì)劃后,蘇聯(lián)也開始啟動(dòng)登月計(jì)劃,為此開發(fā)了N1火箭,這款火箭如果發(fā)射成功,可以將94噸物資送入近地軌道。但因?yàn)橘Y金短缺、技術(shù)不足,N1連續(xù)四次都失敗了,蘇聯(lián)在1974年正式放棄了N1火箭。因?yàn)閺奈闯晒Πl(fā)射,在盤點(diǎn)史上最強(qiáng)火箭的時(shí)候,N1是不被考慮在內(nèi)的。

排在土星五號之后的是蘇聯(lián)能源號火箭,它是被設(shè)計(jì)來發(fā)射蘇聯(lián)的“暴風(fēng)雪”號航天飛機(jī)、空間站與重型衛(wèi)星的,高度為60米,直徑8米,可將88噸物資送入近地軌道。1987年,能源號火箭進(jìn)行第一次發(fā)射測試,沒有完全成功;1988年它第二次發(fā)射,獲得成功,將暴風(fēng)雪號航天飛機(jī)送入軌道,這也是它的最后一次發(fā)射,然后它就退役了。

在土星五號和能源號先后退役之后,一直到獵鷹號發(fā)射之前,排名第三、第四的分別是美國的德爾塔(三角洲)四號火箭和中國的長征五號火箭,它們可以分別將28噸與25噸物資送入近地軌道。這次發(fā)射成功的獵鷹重型火箭的運(yùn)力雖然比不上土星五號和能源號,甚至不能夠算是真正的重型火箭,但63.8噸的近地軌道運(yùn)力已經(jīng)達(dá)到了此前史上第三、第四名的兩倍以上,從而登上史上第三、現(xiàn)役第一的寶座。

土星五號退役之后,美國開發(fā)航天飛機(jī),其主動(dòng)力來自飛機(jī)自身的發(fā)動(dòng)機(jī),整個(gè)飛機(jī)捆綁著巨大的油箱而非火箭,再綁著兩個(gè)小的助推火箭。在美國的航天飛機(jī)全部退役之后,美國開始重新考慮用大火箭發(fā)射飛船的方案。當(dāng)前美國正在進(jìn)行的是“空間發(fā)射系統(tǒng)”,這是航天飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)版。“空間發(fā)射系統(tǒng)”的直徑是8.4米,預(yù)計(jì)高度是98米(載人)與120米(不載人),可以將70噸(載人)或者130噸(不載人)的物資送入近地軌道,因此比獵鷹重型更強(qiáng)大,但費(fèi)用卻比后者高約10倍。

除了美國之外,于2016年11月3日首次成功發(fā)射長征五號火箭的中國,作為大火箭領(lǐng)域的新秀,也正在計(jì)劃制造更強(qiáng)大的火箭。相信未來幾十年,重型火箭與超重型火箭將陸續(xù)創(chuàng)造航天史上的新紀(jì)錄。

無論過去與未來如何,這次獵鷹重型在大火箭領(lǐng)域的作為都有效刺激了大型、重型火箭的研發(fā)。它被安排在肯尼迪航天中心的39號發(fā)射臺(LC-39A)發(fā)射,而這正是當(dāng)年土星五號鑄造輝煌的發(fā)射位。

責(zé)任編輯:ERM523

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