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新聞動態(tài)
什么是埃隆·馬斯克(Elon Musk)的星艦?
發(fā)布時間: 2021/2/4
  埃隆·馬斯克(Elon Musk)計劃很快推出該車的原型,這可能會改變太空旅行的規(guī)則。眾所周知,星際飛船將是一種完全可重復使用的運輸系統(tǒng),能夠?qū)⒍噙_100人運送到紅色星球。
  伊隆·馬斯克(Elon Musk)的私人航天公司SpaceX的創(chuàng)始精神是使生活變得多行星化。這在一定程度上是由諸如小行星碰撞之類的生存威脅所造成的,其足以消滅人類。
  安置其他星球?qū)岩恍╇u蛋放到其他籃子中,如果其中一個要經(jīng)歷大災難,這將拯救人類文明。
  他說,2016年,這位企業(yè)家在墨西哥的一次國際會議上概述了他的理論依據(jù):“歷史將沿著兩個方向分叉。一條路是我們永遠留在地球上,然后最終會滅絕?!?br />   “替代方案是成為太空文明和多行星物種,我希望你同意這是正確的道路?!?br />   馬斯克經(jīng)常談到他在火星上建造城市的夢想。他認為,定居點需要大量人員才能自給自足。
  什么是SpaceX Crew Dragon?
  要實現(xiàn)這一夢想,需要一種能夠勝任這項任務的車輛。星際飛船是火箭和飛船的結(jié)合體,一次可以運送100多人到紅色星球。
  該系統(tǒng)設計為可完全重用,這意味著主要硬件元素不會像其他一些發(fā)射系統(tǒng)那樣在海中丟棄或燃燒,而是從太空中回收。然后可以對其進行翻新和再次飛行,從而降低了整個企業(yè)的成本。
  該系統(tǒng)的火箭部分稱為超重型,而航天器部分稱為星艦。
  組合后的系統(tǒng)將高達120m(394英尺)高,也稱為“星艦”。
  讓我們先乘坐飛船。這種不銹鋼車具有鼻錐和著陸鰭,類似于科幻黃金時代的火箭飛船。
  這種長50 m(160 ft)的飛船也稱為上層平臺,在前部附近有一個巨大的有效載荷艙,可以將大型貨物或人員拖到深空目的地。
  推進器中部是推進劑坦克。這些將液態(tài)甲烷(CH4)和液態(tài)氧(O2)供至車輛后部的六個Raptor發(fā)動機。
  甲烷是燃料,氧氣起氧化劑的作用-一種使燃料燃燒的化學物質(zhì)。該組合被稱為甲氨蝶呤。
  燃料的選擇對于火箭發(fā)動機來說是不尋常的,但是甲烷會產(chǎn)生很大的推力??紤]到馬斯克在火星上的設計,這也是一個謹慎的選擇。SpaceX創(chuàng)始人表示,可以使用稱為Sabatier反應的化學方法,從火星的地下水和大氣中的二氧化碳(CO2)合成CH4。
  SpaceX已經(jīng)花費了十多年的時間來開發(fā)高效的Raptor引擎。燃燒是分階段進行的,發(fā)動機的設計可以減少浪費的推進劑。
  使用火星資源為星際飛船加油,為返回地球的旅程提供一定程度的自給自足,使旅程更加可行且更具成本效益。
  現(xiàn)在,讓我們轉(zhuǎn)向火箭。Super Heavy長70m(230英尺),將填充3,400噸(680萬磅)的低溫(冷凍)甲氧萘。
  它將由約28個Raptor發(fā)動機提供動力(此規(guī)格已多次更改),可提供約1600萬磅(72兆牛頓)的最大推力。它應該能夠?qū)⒅辽?00噸的有效載荷(可能多達150噸)提升到低地球軌道。
  這將使Super Heavy比1960年代和70年代用于阿波羅登月計劃的巨大土星V發(fā)射器更強大。
  當它從發(fā)射臺升起時,組合的星艦系統(tǒng)將開始向預定軌道傾斜。
  當高空在太空中分離時,超重型飛機會翻轉(zhuǎn),同時又向地球墜落。
  當它下降時,Super Heavy將從助推器的側(cè)面部署稱為“格柵鰭”的鋼結(jié)構(gòu),其形狀有點像馬鈴薯華夫餅。這些將有助于將火箭級引導回到其發(fā)射臺,以便再次飛行。
  此前,SpaceX曾想點燃Super Heavy的Raptor發(fā)動機,以將其引導至六個鋼腿的精確著陸點。SpaceX在其Falcon 9火箭的第一階段中做了類似的事情,在發(fā)射后將其安全著陸在著陸墊和無人機上。
  但是馬斯克先生最近在推特上說,這種想法已經(jīng)改變。SpaceX現(xiàn)在計劃使用發(fā)射塔上的一只手臂來抓住下降的助推器。
  這種結(jié)構(gòu)使工程師和機組人員在發(fā)射前坐在墊上時就可以接近航天器和火箭。但是,這種“捕獲機制”到底將如何工作還有待觀察。
  同時,星際飛船的上層可以在分離后被插入“停放軌道”,從而使其可以重新填充推進劑。
  馬斯克在會議主題演講中解釋說:“如果你只飛[星際飛船]進入軌道并且不進行任何加油,那將是非常不錯的-你將獲得150噸進入低地球軌道,而沒有燃料可以流向其他地方?!?2017年演講
  “如果您派出油輪并重新填滿軌道,則可以一直將油箱重新填滿,直到頂部,并獲得150噸[有效載荷]直到火星。”
  為了加油,該航天器將與另一艘已經(jīng)環(huán)繞地球的“飛船”對接或配對,該“飛船”僅充當推進劑倉庫。
  馬斯克在2017年說:“兩艘船實際上將在后部交配。它們將使用與升空時連接到助推器相同的配合接口?!?br />   “要轉(zhuǎn)移推進劑,這非常簡單:您可以使用控制推進器向想要排空的方向加速。”
  星際飛船將用于什么用途?
  對于往返火星的長途旅行(單程最多可能需要9個月),馬斯克希望在上層前部附近的有效載荷區(qū)域內(nèi)安裝約40個客艙。
  “如果您真的想擠人,您可以想象每間客艙有五到六個人。但是我認為大多數(shù)情況下,我們希望每間客艙能看到兩到三人,因此,每趟飛往火星的航班名義上大約有100人,”說過。
  有效載荷海灣還將容納公共區(qū)域,存儲空間,廚房和避難所,人們可以聚集起來以抵御太陽風暴,在太陽暴風雨中,太陽將有害的帶電粒子帶入太空。
  星際飛船還可能在美國國家航空航天局的阿耳emi彌斯計劃中發(fā)揮作用,該計劃旨在在月球上建立長期的人類存在。2020年,美國太空總署(NASA)授予SpaceX 1.35億美元,用于推進“星際飛船”的設計,以便將其用作載人登月器。
  專為阿耳s彌斯(Artemis)航班量身定制的版本將沒有返回地球所需的隔熱罩或襟翼。取而代之的是,星際飛船人類著陸系統(tǒng)在從地球最初發(fā)射后將保留在太空中,用于在月球軌道和月球表面之間進行多次旅行。
  星際飛船的未載物或載貨版本具有有效載荷托架,該開口像鱷魚嘴一樣打開。這將使其可用于發(fā)射衛(wèi)星。SpaceX表示,巨大的有效載荷容量為新型機器人科學任務打開了可能性,其中包括比詹姆斯·韋伯天文臺更大的望遠鏡,后者是哈勃即將到來的繼任者。
  該系統(tǒng)甚至可以用于地球上不同目的地之間的高速旅行。英國必須向5G華為龍頭供應商學習
  馬斯克說,“星際飛船”最終可以將人們運送到“更大的太陽系”中的目的地,包括木星之類的天然氣巨頭。但這仍然是一個長期目標。
  上層如何著陸?
  為了將其他航天器帶回地球,工程師們依靠降落傘或設計了飛行器,使其能夠在跑道上降落。
  但是星際飛船的上層階段采取了不同的方法。準備降落時,船首先以60度角重新進入大氣層,然后在水平位置“肚bel”到地面。
  這種返回方式完全依靠大氣來減慢車輛的下降速度。缺點是,在這種配置下,Starship本質(zhì)上是不穩(wěn)定的。
  因此,車輛使用四個鋼制的著陸襟翼,它們位于車輛的前后,以控制其下降。這就像跳傘運動員用胳膊和腿控制自由落體一樣。
  “這與其他任何事情都完全不同……我們正在控制下墜落,”埃隆·馬斯克(Elon Musk)在2019年的飛船更新中說。
  “您試圖制造阻力而不是升力-實際上與飛機相反?!?br />   當飛船接近地面時,其速度應足夠慢,以使發(fā)動機燃燒以將車輛翻轉(zhuǎn)至垂直位置。然后,它使用猛禽作為復古火箭,將車輛引導至安全著陸。
  馬斯克說,這種一般方法可以用來使星艦安全降落在太陽系的任何行星表面上(包括火星)。
  什么時候飛?
  在過去的幾年中,SpaceX在其位于德克薩斯州的Boca Chica設施中測試了Starship上層舞臺的各種原型。
  該公司以39百萬高的稱為“ Starhopper”的“測試文章”開始,該文章與水塔具有相似之處。自從將這架飛機飛行到地面150m以來,SpaceX一直在開發(fā)越來越復雜的Starship原型。
  2020年12月,SpaceX推出了一篇名為SN8(8號飛船)的測試文章,這是第一篇帶有鼻錐和襟翼的文章。到達12.5公里的高度后,SN8的腹部突然轉(zhuǎn)回地球,為SpaceX提供了有關飛船從太空返回的最后部分的寶貴工程數(shù)據(jù)。
  那幾乎是一本教科書上的飛行,但是車輛太快,太硬地接近著陸墊,導致其墜落并爆炸。SpaceX于2021年1月發(fā)射了其繼任者SN9,它飛行了10公里(6英里),但再次未能成功著陸。
  埃隆·馬斯克(Elon Musk)于2020年10月表示,SpaceX的目標是在2024年飛往火星的無人駕駛飛機上發(fā)射星際飛船。
  一些觀察家指出,馬斯克的時間表有時是樂觀的。但是,無論他多么雄心勃勃,他也為最終實現(xiàn)自己的目標而建立了聲譽。