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直升飞机将会抓住下降伞和引擎

薪火娱乐编辑:2018/3/29 17:28:55

  2018年2月6日,SpaceX的猎鹰重型火箭首次发射后,伊隆马斯克(Elon Musk)在新闻发布会上宣布了这一消息。

  美国太空探索技术公司SpaceX正用高性能、低成本、可重复使用的火箭颠覆世界火箭市场。SpaceX是由美国连续创业家伊隆马斯克(Elon Musk)于2002年创立的,但它的起步并不容易。在经历了三次失败发射后,SpaceX在2008年险些破产。

  如今,这家火箭发射公司已经签署了价值约100亿美元的火箭发射合同,建造了世界上最强大的运载火箭,并大肆宣扬征服火星的雄心壮志。到目前为止,SpaceX的成功依靠其70米高的猎鹰9号火箭。

  但是,持续的行业主导地位是绝对无法保证的。在不久的将来,马斯克以及SpaceX将面临来自许多公司的竞争,其中包括杰夫贝索斯(Jeff Bezos)的Blue Origin,他们正在开发可重复使用的下一代火箭引擎和助推器。

  这就引发了新的太空竞赛,下面就让我们看看马斯克面临的强劲对手以及他们的未来火箭产品:

  航空航天业巨头波音公司和洛克希德-马丁公司在2005年组建了ULA,目前该公司依靠Delta IV重型火箭将最大有效载荷送入太空。但这款火箭每次发射至少要花费3.5亿美元资金,比SpaceX可重复使用的猎重型火箭(9000万美元)要贵好几倍。另外,Delta IV重型火箭的载重量只有猎鹰的一半。

  为了对抗SpaceX的新火箭,ULA正在研发一种功能更强大、部分可重复使用的“火神”(Vulcan)重型火箭。这种火箭的助推器引擎可以回收,这是火箭中最大也是最昂贵的部分。

  按照ULA的计划,名为SMART的系统会弹射引擎,引导它们穿过地球大气层,并降落到地面上。直升飞机将会抓住降落伞和引擎。此外,即将推出的ACES系统也将使火箭的上一级可重复使用,并在轨道上加油。

  ULA首席执行官托里o布鲁诺(Tory Bruno)表示, 火神运载火箭的发射成本将低于1亿美元。

  成本最低、与SpaceX竞争最激烈的公司之一是ArianeGroup,该公司的子公司Arianespace经常以其专注于发射业务而闻名。该公司的Ariane 5火箭取得巨大成功,目前正在研发Ariane 6,最早可能在2020年发射。

  Ariane 6最强大的版本可能携带的有效载荷是SpaceX猎鹰9号火箭的两倍,并将其送入距地球35785公里的轨道上。

  最初,Ariane 6不会有可重复使用的引擎。但有报道称,这款火箭最终可能会装备可重复使用的普罗米修斯(Prometheus)引擎,名为Adeline的有翼弹出式机器可能会飞回跑道。

  最终,Ariane 6的制造商预计,这种火箭将实现更低的价格,与SpaceX的当前成本差不多。

  作为SpaceX最大的潜在竞争对手之一,Blue Origin也是最神秘的。它由亚马逊亿万富翁杰夫贝索斯(Jeff Bezos)于2000年创立,其最著名的产品是太空旅游火箭系统New Shepard。但在2016年9月份,Blue Origin宣布了其庞大的、可重复使用的、具有轨道功能的New Glenn火箭系统计划。

  可重复使用的火箭引擎BE-4s将会启动发射装置,它的未来最大迭代产品将高达95米,有3级组成,并且可能支持前往月球或火星的常规航行。贝索斯计划在2020年首次发射New Glenn火箭。Blue Origin已经在佛罗里达州卡纳维拉尔角占地近7万平方米的机库开始准备工作。

  目前还不确定New Glenn的发射成本,尽管助推器会像SpaceX的系统那样起飞和着陆,允许它在未来的发射中重新使用。在这一过程中,将为Blue Origin节省数千万美元资金。到2017年3月,Blue Origin至少有一个客户签署了发射有效载荷的协议。

  SpaceX专注于发射大型卫星,但英国大亨理查德布兰森爵士(Sir Richard Branson)的目标是将更轻的有效载荷送入轨道。布兰森最新的公司维珍轨道公司(Virgin Orbit)想用大型飞机(Cosmic Girl)在空中发射火箭(LauncherOne)。到达最大高度后,飞机就会释放火箭,后者将有效载荷送入离地球400公里的低地球轨道(LEO)。

  收取1200万到1500万美元的费用,维珍轨道公司可以运载重量近500公斤的火箭载荷到LEO,这与SpaceX的猎鹰重型火箭63503公斤的载荷能力相比显得微不足道。但是对于许多想要发射小型卫星的客户来说,半吨有效载荷已经足够。

  维珍轨道公司的空中发射计划看似有些激进,但它可以追溯到NASA的早期工作。布兰森的另一家航天公司维珍银河公司(Virgin Galactic),也在为实现亚轨道太空旅游而努力。

  2011年,微软联合创始人保罗艾伦(Paul Allen)利用自己的财富打造了一家雄心勃勃的空中发射公司,名为Stratolaunch Systems,其发射系统将使布兰森的维珍轨道公司计划相形见绌。

  艾伦的公司建造了世界上最大的飞机,这是工程师们利用两架747-400喷气式飞机改装而成的。这架运输机的翼展超过117米。它将把发射器拖到高空然后释放,火箭点火后飞向太空。

  目前还不确定Stratolaunch能将多大有效载荷送入轨道,但是其运输机能够携带的火箭重量惊人,可达226796公斤。这足以将载有两到三名宇航员的飞船送入轨道。

  中国正在快节奏的太空飞行计划中遥遥领先。尽管中国的发射费用无法与SpaceX可回收火箭发射定价相比,但在未来可能并非如此。据报道,中国正在努力建造可重复使用的高超音速航天飞机,计划在2025年首次发射,并可能在那之后发射完全可重复使用的核动力飞机。

  正在努力建造充气空间站的亿万富翁罗伯特毕格罗(Robert Bigelow)十分看好中国在太空领域日益增长的实力,他说:“中国提供了非常有吸引力的条件,商业部门将会努力竞争其合同。”

  美国宇航局(NASA)正对巨大的“太空发射系统”(Space Launch System)火箭进行测试。多年以后,它可能会超越所有其他的火箭,至少在动力和有效载荷方面。但在成本上,它永远无法参与竞争。

  美国宇航局已经在这个项目上花费了大约230亿美元,还将需要2100亿美元的资金支持才能到达火星。而这甚至还没有计算登陆火星表面的花费,只是绕着它转。NASA预计最早将于2020年发射第一枚SLS火箭。

  现在,SpaceX的猎鹰重型火箭已经被证明是有效的,该公司正在将大量资源转移到它最雄心勃勃的项目上:大猎鹰火箭(Big Falcon Rocket)。

  这个106米高、完全可重复使用的系统计划在2022年首次向火星发射。依附在巨大助推器上的宇宙飞船将会从SpaceX位于德克萨斯州的设施中推出,并在2019年的某个时候开始进行短期测试。

  不过,马斯克在2017年9月发表的一系列评论中说,大猎鹰火箭将会取代SpaceX迄今为止建造的所有东西,因为它的总体可重用性意味着,发射任何数量的有效载荷成倍都不会太高。

  马斯克表示:“我们希望有一个系统,一个推进器和飞船,替代猎鹰9号火箭、猎鹰重型火箭和龙飞船。如果我们能做到这一点,那么所有用于上述项目的资源都可以应用到这个系统上。”

  在某种程度上,SpaceX目前正通过推进大猎鹰火箭来与自己竞争。但如果该公司真的能创造出完全可重复使用的发射装置,而它又是世界上最大、最强大的,它可能改变人类的历史进程。 (编译/金鹿)