火箭(美国最大火箭发射失败,星舰把发射台吹出大坑,因马斯克太抠?)
2023-04-25 富美财经 浏览量:次
坊间一直流传着一种说法:美国航天局NASA对太空探索技术公司SpaceX研制星舰很是不感冒,他们觉得这个亮闪闪的不锈钢火箭完全不靠谱,马斯克太抠了,迟早会出大事。
但马斯克是个不信邪的企业(资本)家,他就是要花最少的钱造最大的火箭,还要用这个大火箭把100万人刷到火星上去。
最后的结果地球人都看到了:星舰首次发射失利,只4分钟就凌空爆炸了。
原因很可能还是马斯克太抠,他不愿意花钱造一座“传统的”发射台,结果导致“30亿”美元的巨额损失。
尽管马斯克说火箭没炸毁发射台就算成功了一半,但有好事者在星舰发射后用无人机拍摄了一张发射台的照片,发现那里赫然出现一个巨坑,连地面以下的水泥基座都暴露了出来。看样子必须重新修一个才能再次发射。
照理说航天发射是一项高端大气上档次的事业,发射过程哪怕不完美,只要火箭离开了发射台,就不至于把老巢毁成废墟。问题到底出在哪里?
第一个原因就是星舰太大了。它的高度达到120米,起飞质量约5000吨,比“老前辈”土星5号还高10米、重2000吨!要想把如此巨大的火箭送上天,就需要比土星五号大得多的推力,F1发动机失传已久,SpaceX在星箭的一级安装了多达33台“猛禽”发动机,每个发动机能输出50.6万磅推力,在一级点火的瞬间,33台发动机瞬间推力超过7500吨!
安装在距离发射架几百米远的摄像机记录下星舰发射时的恐怖场景:烟尘漫天,飞沙走石,汽车被排球大小的混凝土块砸中,而这些石块全是火箭发动机从发射台底下“吹”出来的。
火箭发射台是为发射运载火箭而建造的一套地面设施,它通常包含一座发射架或发射平台、通信和信号电缆、推进剂加注管道、推进剂和气体储存设施,还要具备火箭运输、组装吊装、火箭和载荷测试、遥感、发射控制、电力和给排水等许多功能。可以毫不夸张地说,建设一座火箭发射场一点也不便宜。
大型火箭发射的瞬间产生大量高压高温气流,因此需要在发射平台下方建设导流槽,将气流引到旁边,以保护火箭和发射台,防止炙热的尾气损害火箭底部发动机喷口、推进剂管路和传感器等机构。
2008年5月31号,企业号航天飞机从肯尼迪航天中心39A发射台发射升空,之后发射场维护人员发现发射台下方巨大的导流槽墙上约3500块耐火砖脱落,这些8.6公斤重的砖块被从墙上撕下,吹到550米远的地方!
耐火砖的脱落并不罕见,因为航天飞机固体火箭助推器能产生700万磅(约3200吨)的推力和2600度高温火焰,因此发射台的导流槽需要经常进行维修维护。
与航天飞机相比,SpaceX的星舰更重,起飞推力更是达到7500吨,但它的发射台只是6根钢管混凝土圆柱搭起来的简单支架,火箭就吊装在这个支架顶端安装了设备的小平台上,下边是水泥地,根本没有挖导流槽。
这么做的好处是外观简洁、结构紧凑,最主要是省钱。缺点也显而易见:33台液氧甲烷发动机喷出的炙热尾气会烧蚀发射架,对其结构和附着的管线造成损伤,每次点火测试和发射之后都需要做大量维修维护工作;更要命的是火箭点火瞬间产生的强烈冲击波和热焰有可能摧毁发射平台,损害火箭本身。
媒体曾将这种极具未来感的发射平台包装成美国高科技标签,但SpaceX很快就发现这东西是绣花枕头,于是又用钢板把圆柱子包裹起来,以抵抗火焰灼烧。
但这种修修补补终究是治标不治本。
SpaceX称猛禽发动机是一款高可靠的火箭引擎,星舰一级之所以使用33台发动机并联,一方面因为它的推力还是不够大,另一方面也希望用更多引擎来增加冗余——万一有个别发动机点火失败,剩下的31~32台有足够的能力将上级推送入轨。
但在星舰的第一次发射测试中,我们看到火箭点火之后就发生3~4度的倾斜,这意味着有好几台位于同侧的猛禽发动机没有点火,或者发动机在点火瞬间就坏掉了。
SpaceX也许早已意识到这种简单的发射台会造成大问题,他们一方面向NASA租用了肯尼迪航天中心LC-39A发射台(就是前文提到掉砖的那个),改造后将用于星舰发射;还计划新建一个专用发射台。同时又采购了两个废弃的石油平台,计划改造后用来发射星舰飞船。
尽最大可能加缩成本以获取高额利润,对于一家商业航天企业来说无可厚非,但航天发射说到底是科学,科学来不得半点马虎,也不能总抱着侥幸心理干事情。
马斯克说希望通过失败来发现问题,再有针对性地解决问题,希望他们对发射台做一次大的改进。SpaceX鼓励创新、允许冒险是好事,但类似星舰发射台这种常识性错误本来可以避免,连挖个导流槽的钱都想去省,却为此付出完全不必要的高昂代价。冒这种险,真的不值。
你说是吧?
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