导读 顿河超重型火箭 俄罗斯超重型火箭顿河 NASA选中SpaceX打造登月飞行器,送人类重返月球 2018年9月17日,SpaceX公司创始人

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NASA选中SpaceX打造登月飞行器,送人类重返月球

2018年9月17日,SpaceX公司创始人兼首席执行官埃隆·马斯克在猎鹰9号火箭旁发表讲话。他宣布,SpaceX将把日本亿万富翁前泽友作送入绕月飞行轨道。现在,SpaceX赢得了NASA的一份合同,把NASA的宇航员送上月球,这是阿尔忒弥斯计划的一部分。摄影:DAVID MCNEW/AFP VIA GETTY IMAGES

撰文:MICHAEL GRESHKO

这是NASA人类重返月球计划的一个重要里程碑:4月17日,NASA宣布,SpaceX公司将开发把宇航员送上月球表面的航天器。目前在“阿尔忒弥斯”计划中,宇航员利用NASA的太空发射系统(SLS)火箭发射升空,乘坐猎户座太空舱飞往月球轨道,再转移到SpaceX的星舰火箭上,最终降落在月球表面。

这份价值29亿美元的合同将负责开发一款适合月球的星舰火箭。目前,这款未来主义风格外观的航天器仍处于原型阶段,在得克萨斯州的一家工厂中进行测试。SpaceX击败了杰夫·贝索斯的蓝色起源公司(与国防承包商洛克希德·马丁公司、诺斯罗普·格鲁曼公司、德雷珀公司合作)和总部位于阿拉巴马州亨茨维尔的动力系统公司的提案。

一起来看看NASA雄心勃勃的阿尔忒弥斯计划,以及SpaceX所起到的关键作用吧。

NASA的阿尔忒弥斯计划是什么?

2017年,特朗普政府公布了阿尔忒弥斯计划;2019年,计划获得正式命名,计划自1972年阿波罗17号任务后,让美国宇航员首次重返月球表面,包括让首位女性和首位有色人种登陆月球。

拜登政府也表示支持这个计划。特朗普团队打算在2024年实现载人登月任务,但NASA表示,国会没有为这个时间表提供所需的资金。鉴于预算低于要求,再加上SLS火箭和计划中其他部分的研发被推迟,NASA正在重新评估将人类送上月球的最早时间。

阿尔忒弥斯1号任务将于2021年底前发射,这是猎户座和SLS的无人飞行测试。接下来是阿尔忒弥斯2号,利用SLS和猎户座,进行载人飞船绕月飞行,但不着陆,类似于1968年的阿波罗8号任务。阿尔忒弥斯3号将通过SLS、猎户座和SpaceX的星舰,完成月球表面之旅。

在飞往月球的40万公里的旅程中,宇航员将乘坐NASA的SLS重型火箭和猎户座深空飞船。这个计划要求猎户座与人类着陆系统(HLS)对接,这也是NASA为什么选择了SpaceX的星舰。这艘宇宙飞船将在月球轨道上等待100天,迎来宇航员后把他们送往月球表面。返回地球时,宇航员将通过星舰从月球起飞,回到等候已久的猎户座,然后回家。

SpaceX的星舰是什么?

星舰是一种重型火箭,目前由SpaceX公司研发。完整的火箭由两部分组成:70米高的助推器“超重型”(Super Heavy)和50米高的上面级“星舰”(Starship)。(助推器和上面级组成的火箭也叫做“星舰”。)与以往的运载火箭不同,这次的目标是研发可以自行发射和着陆的火箭。SpaceX公司的猎鹰9号火箭有一个可以实现这个要求的助推器,因此能重复使用;NASA利用猎鹰9号把宇航员送往国际空间站。

在月球任务中,“超重型”助推器将帮助星舰火箭发射,离开地球,前往月球轨道;火箭的上面级则等待着,利用自身的引擎,把宇航员送到月球表面。

从2020年12月开始,SpaceX公司已经在高空飞行中测试了4个星舰火箭原型机。到目前为止,星舰火箭已经可以飞到12.5公里的高空,但每个原型机都在尝试着陆时爆炸了。NASA表示,在载人登月前,要求SpaceX演示在月球完成无人驾驶着陆。

还有哪些公司也参与了竞争研发NASA登月飞行器?

共有三个团队竞争NASA的合同,除了SpaceX公司外,还有蓝色起源公司和动力系统公司的独立设计团队。

也许这次宣布中最令人惊讶的是,在三家公司中,NASA只选择了SpaceX公司。通常情况下,NASA会选择两个承包商,这样执行关键任务的航天器就有两种选择;如果其中一家无法交付,计划仍能继续进行。例如,NASA的商业货运项目负责为国际空间站运送物资,与SpaceX公司和诺斯罗普·格鲁曼公司都有合作;商业载人项目则与SpaceX公司和波音公司签订了合同。

仅与SpaceX合作也体现了NASA的信心,他们相信SpaceX可以建造出登陆月球的星舰。只选择一个承包商,也意味着NASA有望利用国会批准的预算重返月球,因为SpaceX报出的29亿美元的价格比竞争对手的方案便宜得多,而且该公司计划支付星舰研发成本的一半以上。但这意味着,NASA现在没有备选方案。

“(NASA)只选了一个合作伙伴可谓非常大胆,尤其是选了这样一个雄心勃勃的航天器;星舰充满了雄心壮志,”非营利组织行星协会的太空政策顾问Casey Dreier说。虽然星舰首先会运送人类往返于月球,但它的最终目的是把人类送往火星世界。这意味NASA在投资星舰的同时,“也在进行把人送上火星的二级投资”。

至于未来的阿尔忒弥斯任务,NASA仍有选择余地。该机构表示,与SpaceX的合同只包括阿尔忒弥斯3号和早些时候的无人驾驶演示。阿尔忒弥斯4号以及之后的任务,NASA计划让其他公司也参与运送人类往返于月球的竞标。

星舰多久之后能飞往月球 ?

NASA的阿尔忒弥斯计划不是SpaceX唯一的登陆月球计划。2018年,SpaceX与日本 时尚 界亿万富翁前泽友作签订协议,把他和一群艺术家送上绕月轨道,并接回地球。SpaceX打算在2023年启动“亲爱的月亮”计划。

虽然登月计划雄心勃勃,但在把人类安全送上月球表面的过程中,NASA、 SpaceX和其他机构可能会遇到挫折。宇航员返回后,NASA希望他们能在月球上长时间生活和工作,测试火星冒险所需的各种技术。

“我认为21世纪20年代将成为阿波罗时代以来,最激动人心的十年,”Dreier说:“这是原因之一。”

(译者:Sky4)

据说美国土星5号技术已经失传,是真的吗?美国现在还能造出土星5号吗?

要说迄今为止地球上最大的火箭是哪个?很多朋友都会想起土星五号,它是美国阿波罗登月计划的专用火箭,推力高达3400多吨,可以将几十分钟的阿波罗飞船直接送往月球,然而在土星五号之后,人类再未发射过如此巨大的火箭,一直到今天。

近些年来,美国又提出了“重返月球”的计划,这又需要制造超重型火箭来提供推力,不过美国已经不愿意再制造土星五号那样的火箭,因为相关技术已经落后(一说图纸丢失),而是想制造一种效率更高更经济的大推力火箭,于是太空发射系统(Space Launch System,简称SLS)应运而生。

SLS是一种超越土星五号的强大火箭发射系统,由美国航天飞机发射系统演变而来,设计者为美国宇航局,这种超重型火箭高度在98~117米之间,重量在2497~2951吨之间,总推力在3810~4173吨之间,可以将70到165吨的物体发射到地球近地轨道,也可以将20~50吨重的物体送往月球。

实际上中美俄三大航天强国均有超重型火箭研制计划,我国与美国SLS同等级别的超重型火箭为长征九号,俄罗斯有叶尼赛超重型火箭,但美国SLS是进度最快的一种,整发火箭已可以开始装配,今年的1月17日(北京时间),它在发射平台上进行了第一次芯级点火试验,不过让人失望的是试验情况不很理想。

这次试验在美国密西西比州圣路易斯湾附近的斯滕尼斯航天中心,其当地时间1月16日下午5点(北京时间17日上午6点)左右,美国宇航局对SLS火箭进行了点火测试,本次测试是该火箭发射前的试验流程的最后一步,也可以看作是它的首次发射。

但是在试验开始后的一分多钟,芯级级火箭中的4号引擎出现了故障,还产生了一道明亮的闪光,具体原因还未知晓,但原计划需要多台引擎连续工作8分钟的试验工作被迫立即终止。

毫无疑问,这是一次不成功的试验。但曾在美国海军航母上开预警机,后被特殊提拔为美国宇航局局长的 吉姆·布里登斯汀认为这次试验虽然只进行了一分钟便喊停,但还是“获得了大量的数据”,但不管怎样,美国宇航局的相关部门都需要分析这次试验失败的原因,并排除故障重新执行这项试验,因此预估美国SLS超重型火箭的首次发射时间将继续推迟,而且从这一次的试验情况来看,原定的首次发射时间很可能大大延后。

我国的长征九号超重型火箭和921火箭的研制正在有条不紊的进行,虽然进入新年才半个月,但是已有消息显示长征9号所用的直径7.5米和9.5米的铝锂合金舱段已在研制中。

而我国运载火箭院也在官网宣称今年会发射一款新的神秘火箭,网友们从图片上判断认为很有可能就是传说中专门用来登月的921火箭,这款火箭立项于1992年9月21日(故名),其高约84.7米,发射质量为2200多吨,可以将80吨重的物体送入近地轨道,将27.5吨重的物体送往月球,完全可以满足载人登月飞船的发射。

因此,如果今年我国的921火箭能够发射成功的话,从时间上来看,我国的首次载人登月任务甚至能赶在美国重返月球计划的首次载人登月任务之前完成,真如此,也是一件让国人更感骄傲的事呀。

参考资料:

《环球网》1月17日文章《美国SLS核检首次点火试验失败,点火一分钟引擎便出现故障》

土星五号的技术我这也是第一次听说。更别说让我回它是否存在了?谢谢你的遨请!

土星5号是航天科普领域经常讨论的话题,如果美国的航天技术是进步的,那么为什么过去造的出土星5,以后再也造不出同级别的火箭?

其实,美国是可以造的出土星5号飞机的,但后面选择了造出更便宜的更好的火箭的,但是建造的过程中并不是顺风顺水,遇到一些波折。

土星5号,虽然有 历史 上最强大的发动机,但是他的原理并不是最先进的。比如现在的分级燃烧循环发动机,当时对于煤油火箭发动机的原理研究不够透彻,认为煤油发动机的室压无法提高,因此放弃了煤油分级燃烧循环发动机,而实际的原因是美国人使用的原油有问题,生产出的煤油含硫量过高,导致高室压下发动机受损。俄国的油田含硫量低,俄国人轻松实现了高室压煤油发动机。

在70年代,美国全面转向可回收航天器和复用火箭引擎。后来研发了分级氢氧发动机。能源火箭是迄今为止最强的火箭,运载能力已经超过了土星5号,所以美国可以造的出土星5号。但是在研究氢氧发动机遇到了问题,复用技术不成熟,导致价格飞升,航天事故频发,维护价格高。但是现在也不能回去重新开发煤油发动机。所以他们从俄国买了成熟的煤油发动机,还把知识产权用于自己名下。度过这段时间,慢慢研究氢氧发动机。后来研发了气塞式发动机的次世代航天分机后来没有用了,又研发了大推力火箭SLS。所以美国有实力造的出土星5,由于各种原因放弃了。

世界载重最大的火箭是什么

应该是美国的土星5号运载火箭,或者是前苏联的能源号运载火箭

土星5号火箭是美国专为阿波罗登月和天空实验室研制的液体燃料运载火箭,可称得上是运载巨无霸。它是土星火箭中最大的一位成员,更是迄今使用过的最大、最重、推力最强的运载火箭。

说它是巨无霸,从它的一些数据就能看出。火箭高111米,直径10米,质量3038.5吨,在使用三级时,可以将118吨有效载荷送入近地轨道,47吨有效载荷送入月球轨道,发射天空实验室时是二级,有效载荷质量为75吨。

它的第一级有5台发动机,采用高精炼煤油和液态氧作燃料,燃烧时间150秒。第二级也是5台发动机,以液态氢和液态氧为燃料,燃烧时间360秒。第三级是1台液氢液氧发动机,两次点火燃烧时间共498秒。火箭推动的时间大约20分钟左右。

1967年至1973年期间美国共发射了13枚土星5号火箭,其中发射了12艘阿波罗飞船,一个天空实验室空间站,从未发生过损失有效载荷的事故。

“能源号”运载火箭是前苏联的一种重型的通用运载火箭,也是目前世界上起飞质量与推力最大的火箭。

“能源号”运载火箭的主要任务有:发射多次使用的轨道飞行器;向近地空间发射大型飞行器、大型空间站的基本舱或其它舱段、大型太阳能装置;向近地轨道或地球同步轨道发射重型军用、民用卫星;向月球、火星或深层空间发射大型有效载荷。

“能源号”运载火箭长约60米,总重2400吨,起飞推力3500吨,能把100吨有效载荷送上近地轨道。火箭分助推级和芯级两级,助推级由四台液体助推器构成,每个助推器长32米,直径4米;芯级长60米,直径8米,由四台液体火箭发动机组成。发射时,助推级和芯级同时点火,助推级四台助推火箭工作完毕后,芯级将有效载荷加速到亚轨道速度,在预定的轨道高度与有效载荷分离。尔后有效载荷靠自身发动机动力进入轨道。

“能源号”运载火箭成为前苏联运载火箭发展的一个新的里程碑

世界载重最大的火箭是11К25“能源”号运载火箭。

11К25“能源”号运载火箭(俄语:11К25,Энергия)苏联研制的一种超重型运载火箭。能源号至2017年为止仍保持运载能力最强的世界纪录。

能源”号运载火箭。是由能源科研生产联合体设计的苏联火箭。 作为重型一次性使用运载系统以及作为暴风雪号航天飞机的助推器,发射纬度北纬46度,能源号近地轨道运输能力为105吨货物,地球静止轨道运输能力为20吨,美国国防部对这种火箭的代号是“SL-17”。

它是一种全新设计结构、推力大、寿命长的运载火箭,这些特点使它至少与使用得最多的联盟号运载火箭(A4) 一样地扩大其性能。能源号性能提高表现在能把100吨载荷送入近地轨道。这相当于目前苏联每年送入近地轨道的有效载荷重量的三分之一左右。一枚能源号运载火箭的近地轨道运载能力等于五枚质子号SL一13 运载能力或15枚联盟号A4的运载能力,然而,不应设想用这样的数字就能表明SL一4和SL一13已经过时了,它们仍将被继续用于它们能有效地发挥作用的各次发射任务中。很明显,苏联人从 G 型运载火箭的失败中吸取了许多有益的教训并就直接应用于能源号运载火箭开始着手于初步设计中。基本技术要求包括:

1. 近地轨道有效载荷运载能力不少于100吨;

2.使用低温燃料即液甲烷或液氢;

3.各级保留使用液态燃料及其可控性;

4.所有有价值的部件可回收;

5.强调机组人员的安全,即运载火箭按载人要求进行设计;

6.具有技术水平高又受过严格训练的人员以保证快速发射和重新发射;

7.整个运载火箭尽可能坚固。

泰坦汽车

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这种车是加拿大通用汽车公司专为sparwood b.c.露天矿区设计生产的,其他地区没有,由于运行成本太高,现已退休,只摆设在旅游区供参观:

应该是美国的 土星-5 火箭吧

世界上最大的火箭已经诞生

NASA史上最大火箭SLS即将飞往月球,中国的探月进程怎样了?

进程还算是很不错,探月工程一直以来都在进步。

火箭发射限制太大我国应先造太空电梯,这样更方便进入太空,中国航天一定要有骨气,决不能和美英印日等敌视我们的国家合作,中美现在的竞争越来越激烈,与其把竞争放在小小地球上,最后有可能擦枪走火一起毁灭,还不如把竞争引向太空,我国要加大对航天领域投入,让美国佬感受到危机不得不跟进。地球资源是有限的,太空资源才是人类的未来,谁在这领域领先谁才是未来真正霸主,中国航天人加油[加油],

中国的探月进城已经很快了,距离载人登月应该不久了。

我们不需要跟别人比。我们只需要跟自己比。这是迟早的一步。我们的进步已经世人皆知。

目标火星,以及更远——SpaceX星舰计划拉开序幕

近日,美国太空 探索 技术公司(SpaceX)发布了新一代火箭的蓝图:被称为“星舰”(Starship)的下一代重型运载火箭,将成为人类有史以来最大的航天运载器。

在新计划发布会上,SpaceX展出了已建成的星舰第二级全尺寸原型机MK1。SpaceX创始人埃隆·马斯克(Elon·Musk)发表演讲称,SpaceX计划在年内进行MK1的无人飞行测试。此外,原型机MK2也在建造中,之后还有MK3、MK4……SpaceX正不遗余力地推进星舰计划。

按照SpaceX官网的说法,“星舰”将用于前往“地球轨道、月球、火星和更远”。马斯克一再强调,他创立SpaceX的目标主要是为了帮助人类移民火星。从星舰的设计参数上,显然是瞄准这一目标的。那么,史上最强运力、史上最多发动机数量、轨道燃料加注、火箭重复使用……这些挑战人类技术极限的黑 科技 ,会实现吗?人类的火星计划,会成为现实吗?

迭代中的星舰 从设想走到现实

在SpaceX的官网首页,并排显示了4个项目。前两个项目是“猎鹰9号”和“猎鹰重型”两个现役的运载火箭项目,第三个项目是“龙”飞船,这是SpaceX的“运输机”,已成功向国际空间站运送物资,明年或将升级为载人飞船,向国际空间站运送宇航员。最后一个项目则属于未来。它有一个科幻气息浓厚的名字——“星舰”。

按照SpaceX的构想,“星舰”的客舱可容纳百人,其第一级“超级重型”,也有着史无前例的超大推力。马斯克在9月曾评论说:“星舰”系统将是人类在火星上建立能够自我维持城市的最快途径。

被称为“狂人”的马斯克一再强调,他创立SpaceX的目标主要是为了帮助人类移民火星:2016年,马斯克公布了“行星际运输系统”(ITS)设计概念——它将专门用于太阳系内行星间的运输。马斯克当时说,他的最终计划是每26个月向火星运送1000人,目标是在50—100年内在火星上建立一个百万人城市。

SpaceX也在反复调整设计和系统的名称。比如,2017年时候,ITS就被改名为BFR(大型猎鹰火箭),设计指标也有所缩水。而之后,更名为BFR项目又不断更新设计,几乎恢复了ITS最初的水准。

2018年9月,SpaceX公布了首位购买BFR绕月飞行“机票”的乘客——日本富翁前泽友作。他计划于2023年前往月球。

2018年11月,SpaceX宣布,BFR计划正式更名为“星舰”。这一运输系统中,第一级/助推器被称为“超级重型”火箭,上面级/太空飞船被称为“星舰”。两者构成的系统也被统称为“星舰”。

令人惊叹的是,“星舰”如此之快地进入现实。SpaceX快速地生产并测试了数个“星舰”原型机,甚至包括全尺寸原型机MK1。

时间回到2019年7月。SpaceX在美国得克萨斯州南部的博卡奇卡测试场对星舰飞船原型——“星虫”(Starhopper)进行自由悬浮测试,创造了150米飞行高度的新纪录。

到2019年9月末,SpaceX在发布会上展出了“星舰”上面级的全尺寸原型机MK1。这个高50米、直径9米的巨型飞船安装3台“猛禽”发动机,飞得比“星虫”更高。发布会上,马斯克说,MK1大概会在1个月以后进行20千米高度的试飞。

另一台原型机MK2也在生产中,预计比MK1稍晚下线。MK3和MK4预计会在6个月以后建成并且进行首次轨道飞行。MK5也在计划中。

全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩也表示,SpaceX多次变更“星舰”项目的技术参数,显示其技术还远不够成熟,但其大胆采用新技术、新方案,不畏惧失败,不断在实践中改进的做法值得借鉴。

史上最多 第一级火箭有37台发动机

马斯克在SpaceX的发布会上介绍,星舰系统的上面级,高50米,直径9米,干重200吨,未来有望优化到120吨。装有6台“猛禽”发动机,近地轨道运力最终将达到150吨;返回地球的载荷重量为50吨,推进剂加注量1200吨。星舰的舱内空间达1100立方米,可载运100人。

第一级“超级重型”火箭的指标更夸张。它的直径达9米、高68米,装有37台“猛禽”发动机,起飞推力约7500吨,相当于“土星五号”火箭的两倍——“土星五号”是阿波罗载人登月计划使用的火箭,是人类 历史 上最大推力的火箭,现已退役。

37台发动机组成的第一级,也是一个纪录。目前,SpaceX的“猎鹰重型”是现役世界上推力最大的运载火箭,发射时27台“梅林”发动机并联工作。

当时,在“猎鹰重型”发射前,外界纷纷对这种“推力不够,数量来凑”的火箭工作方式表示担忧。27台“梅林”发动机并联工作,飞行中可能因产生共振而爆炸,一度是该型火箭最大的技术挑战之一。马斯克本人也表示只要火箭没有在发射台上爆炸,就已经算是成功。好在“猎鹰重型”成功发射。更早的时候,苏联为了实现载人登月,采用了30台发动机串联工作的第一级火箭设计,但是4次发射均告失败。

“多台发动机一起工作确实有风险。如果有一两个发动机失效且与之对称布局的发动机没有顺利关闭,或者是哪怕一个爆炸的话,就会摧毁整个火箭。”毛新愿说。

“比如说N1火箭,从理论上讲并不是完全不可行,但是关键就在于,为了同时使用这么多发动机,需要很多辅助的设施,包括各种燃料供应、电子电路和结构控制系统等。例如如何设计泵循环合理分配燃料的系统,以及这些发动机如何开和关的控制系统,很多环节都需要配合好。”毛新愿介绍。

SpaceX在多台发动机火箭设计上显得颇有心得。毛新愿表示,SpaceX已经通过自己的实际例子,证明了技术的可行性。“‘猎鹰重型’火箭第一级有27台‘梅林’发动机,几次发射都取得了成功。”

“SpaceX对于火箭燃料系统的分配、控制系统、辅助系统的研究是非常深入的。尤其是当一枚猎鹰火箭一级/助推器回收的过程中,并不是9台发动机一起工作,是不断分步骤地按照不同的数量去工作。这体现了非常高超的火箭发动机控制水平。”毛新愿表示,“星舰”由37台发动机组成第一级比较可行,并不会成为技术瓶颈。

此外,毛新愿提到,SpaceX的设计在成本上也有优势。“小型发动机可以大规模量产,成本远远低于使用几个大型发动机。再加上‘星舰’也可以做回收,所以目前的方案,也是SpaceX基于现有技术下能够做到的,甚至是最优解了。”

“太空加油” 让飞船走得更远

也许我们将很快见到“星舰”的发射。SpaceX表示,“星舰”首飞或将于2021年实现,但早期飞行将是无人飞行,可能用于通讯卫星发射等。

至于前往月球和火星,就要进行“太空加油”。马斯克在发布会上详细介绍“星舰”的“轨道补给”计划。按设想,载人飞船先飞到地球轨道待命,然后再发射第二艘满载燃料的飞船充当“加油机”,两艘飞船会合,实现在轨燃料转移加注,然后载客飞船再奔赴月球或火星。马斯克表示,“星舰”对接要比现在“龙”飞船对接国际空间站更简单,“这是在月球或火星上建立基地的另一个关键。”

毛新愿评论道,“太空加油”技术难度很高。一方面是任何载荷发射到太空都很复杂;另一方面,失重环境下进行大规模液体传送,技术难度也很高。

不过毛新愿认为“太空加油”对于人类“远航”的意义很重要。“实现‘太空加油’就意味着可以极大地降低成本。比如说可以通过多次任务不断地去补给燃料,这样的话,单次任务所需的巨大的载荷就可以分散开来,整体上降低成本,提高成功率。”

无论如何,我们距离实现火星登陆,恐怕还有一段不短的时间。

根据此前NASA的规划,美国政府主导的载人登火星项目预计在21世纪30年代中期展开,马斯克的计划则激进得多,号称2024年载人前往火星。不过鉴于SpaceX中长期规划的一贯性跳票,很少有人把2024年火星计划当真。

“按照现有的蓝图,‘星舰’离开地球,用于比较成熟的月球探测和初步的火星探测,是没有问题的。”毛新愿说,“但是挑战载人登陆火星的话,还是非常艰难。”

毛新愿表示,载人登陆火星一个重要的挑战是如何返回。“考虑到火星的大气阻力,如何登陆上去,再如何返回,几乎是一个目前人类不可能完成的任务,包括‘星舰’也是。”

“如果挑战载人登陆火星,就需要做大量的其他技术的开发,甚至是在火星上生产火箭燃料,因为从地球带过去是非常不现实的。这也意味着巨大的资金成本和技术挑战,甚至像美国、俄罗斯、中国这些单独一个国家都不太可能完成。”毛新愿表示,“可以把它看作是人类的一个宏伟计划,但目前人类离这一步还是差很远的。”

世界上推力最大的火箭是哪一款?是哪个国家的?

世界上推力最大的火箭是美国的土星五号火箭,而现役推力最大的猎鹰重型运载火箭,这是美国的SpaceX研发和制造的一款超重型运载火箭。

美国的重型猎鹰。这是一款由美国私立太空公司“SpaceX”(太空探索技术公司)建造的可重复利用运载火箭,它是现役推力最大的运载火箭。其运力最大,高度70米,起飞推力2280吨,起飞重量1420.8吨,近地运载能力63.8吨。

世界上推力最大的火箭是土星五号。是美国的。

目前,世界上推力最大的火箭是我国发射的长征5号。有四台助推器,力量达480吨。力量非常大。

世界上推力最大的火箭引擎竟然是它?

你知道世界上推力最大的火箭引擎是哪种吗?它又是什么时候开始研发的?下面由我为大家整理的内容,希望大家喜欢!

世界上推力最大的火箭引擎是RD170火箭发动机,是苏联为能源号运载火箭研制生产的 采用高压补燃回圈 以液氧煤油作为推进剂 海平面推力740吨 海平面比冲:309.5 s 真空推力:806.2吨 真空比冲:337.2 s 其改进型RD171M真空推力提高到了846.5吨 用于天顶号运载火箭。

能源号运载火箭

11К25“能源”号运载火箭***俄语:11К25,Энергия***苏联研制的一种超重型运载火箭。能源号至今仍保持运载能力最强的世界纪录。

中文名 11К25“能源”号运载火箭 外文名 11К25,Энергия 首 飞 1987年5月15日 发射场拜科努尔航天发射场

概念

是由能源科研生产联合体设计的苏联火箭。 作为重型一次性使用运载系统以及作为暴风雪号太空梭的助推器,发射纬度北纬46度,能源号近地轨道运输能力为105吨货物,地球静止轨道运输能力为20吨,美国国防部对这种火箭的代号是“SL-17”。

它是一种全新设计结构、推力大、寿命长的运载火箭,这些特点使它至少与使用得最多的联盟号运载火箭***A4*** 一样地扩大其效能。能源号效能提高表现在能把100吨载荷送入近地轨道。这相当于目前苏联每年送入近地轨道的有效载荷重量的三分之一左右。一枚能源号运载火箭的近地轨道运载能力等于五枚质子号SL一13 运载能力或15枚联盟号A4的运载能力,然而,不应设想用这样的数字就能表明

SL一4和SL一13已经过时了,它们仍将被继续用于它们能有效地发挥作用的各次发射任务中。很明显,苏联人从 G 型运载火箭的失败中吸取了许多有益的教训并就直接应用于能源号运载火箭开始着手于初步设计中。基本技术要求包括:

1. 近地轨道有效载荷运载能力不少于100吨;

2.使用低温燃料即液甲烷或液氢;

3.各级保留使用液态燃料及其可控性;

4.所有有价值的部件可回收;

5.强调机组人员的安全,即运载火箭按载人要求进行设计;

6.具有技术水平高又受过严格训练的人员以保证快速发射和重新发射;

7.整个运载火箭尽可能坚固。[

研发

在取消了不成功的N1火箭后,1974年,苏联开始了对新火箭的方案论证工作。正如NASA用太空梭取代土星5号的计划,能源科研生产联合体提出了祝融星计划***Vulkan***,计划设计一种以质子号运载火箭为基础,使用与质子号相同燃料、比质子号更大、推力更强的、采用模组化设计的火箭。

1987年5月15日,苏联价值200亿英镑的“能源”号 ***Energia*** 重型运越火箭首次从哈萨克的丘拉坦发射场 发射试飞成功,从而表明,苏联即将在工业开发太空方面居于领先地位。

“能源”号的研制工作可追溯到60年代。当NASA于1973年发射了天空实验室后不得不放弃 “土星” V 时*** “阿波罗一联盟” 号的联合飞行是在2年后用小型“土星”1B进行的***,苏联却仍在继续研究高能低温推进技术。1981年美国防部终于宣布,苏联正在研究一种全新的重型运载火箭,国防部称之谓SL一W。这种火箭既可以是用于发射大型无人有效载荷的一次性使用火箭,也可以是一种地球一轨道间的助推器,用于发射相当于美国太空梭轨道器 的苏制轨道器。有资料表明,这种轨道器是和SL一W同时研制的。

“能源” 号是一种两级运载火箭,总长度为60m,芯级直径约为8m。总发射质量约为19600 kN ***最小估计值***,总发射推力为 29400 kN。推重比大致与美国太空梭相当。其比冲4705以上,单台推力323 kN 以上,均比美国太空梭高。 “能源” 号能将270t载荷送到低地轨道***约180km***、32t载荷送到月球或 27t载荷送到火星和金星。如经过充分改进,还能一次将270 t 载荷送入轨道,是目前世界上推力最大的运载火箭。

能源号火箭被设计用来运载暴风雪号太空梭 这也是能源号的载荷位于火箭的侧面而不是顶部的原因。但是能源号同样可以执行重型卫星的发射任务,能源号的第一次发射中携带了“极地”号斯泰基-DM型试验飞船。

能源号只执行过两次发射任务,而且第一次发射中,有效载荷没有正常工作***极地号与能源号成功分离后调整姿态失败,重返大气层解体***。能源-暴风雪计划的遗产是RD-170系列发动机和天顶号运载火箭。其中天顶号火箭的芯级和能源号的助推器相同。

为解决与运载火箭多次重复使用有关的结构、回收等问题创造了必要的试验与研究条件。“能源号”迄今仍是二次使用的运载火箭,费用昂贵。为了大幅度地降低使用成本,苏联正在进行火箭助推级和芯级回收与重复使用的可行性研究。在“能源号”火箭每个助推器外侧的上、下两端增设了回收装置舱,在底部还可以安装一个独特的摺叠式桨叶状减速机构。在“能源号”发射后可以借助回收系统来回收助推级乃至芯级,此可回收重复利用火箭技术亦用于安加拉号火箭。苏联能源号和安加拉的火箭回收技术方案比SpaceX早好多年,然而因为缺少资金研发只造了一次性的。

变型详况

苏联巨型运载火箭能源号的一些方案预计会得到发展,其中最大一种方案可把215 吨的载荷送入近地轨道。第一种能源号 ***1987 年5月15号发射*** 是由捆绑有四台助推器的芯级和在其一侧连线的带有单台“远地点发动机” 的上面级组成,在今年5月15号发射的能源号运载火箭中,这台 “远地点发动机”不能正确点火。这种能源号运载火箭全长60米,能把重达130吨的有效载荷送入近地轨道。

这种能源号运载火箭改型预计用来发射苏联大型太空梭。在明年内可能对这种大型太空梭***可能采用一种加固型太空梭试验模型*** 进行一次不载人试验飞行,但是载人任务飞行预计到九十年代初期以后才能实现。苏联 的这种大型空间站 ***预计1991年后苏联将用大型空间站来代替当前使用的和平号空间站*** 能用捆绑有六台或八台助推器且备有高能上面级的能源号改进型送入轨道,能源号运载火箭最大改进型高达110米,几乎和美国的阿波罗—土星5一样高,但具有更大的推力。

有经验的宇航员格赫曼·泰托夫在莫斯科电台发表讲话说,能源号火箭能实现建立载人的月球研究站和载人飞行到火星以及其他星球等空间计划。能源号运载火箭可把重达32吨的有效载荷送至月球。

同时,苏联报纸已经透露了在普列谢茨克的北部发射场 的详细情况 , 虽然苏联人在1966年首次使用过这个发射场,但是他们在1984年才第一次承认它的存在。

在普列谢茨克发射场发射的卫星有闪电、流星、宇宙和国际宇宙,还包括发送到极轨道的 “科学空间勘察”卫星。普列谢茨克发射场实质上是用来发射大部分苏联照像侦察卫星的发射场。宇宙号1875 ***于1987年9月3号发射*** 正是这种卫星。它被发射到3公里至208公里之间的轨道上,轨道倾角为73°。9月8号在普列谢茨克发射场用一枚SL一8运载火箭发射了六颗宇审号军事通讯卫星。

闪电和流星卫星是在联盟号运载火箭发射台上发射的,而小型和中型的宇宙号和国际宇宙卫星却是在称为虹号和上升号的发射台上发射。

试射与计划中止

“能源号”只执行过两次发射任务就因为苏联解体、资金不足等原因不再使用。

首次发射

能源号在1987年5月15日20时30分第一次发射,携带了“极地”号斯泰基-DM型试验飞船。

发射后期,箭载RD-0120发动机提前停止燃烧,载荷未能进入预定轨道。

第二次发射

1988年11月15日进行第二次发射,能源号顺利将暴风雪号太空梭送入预定轨道。

计划中止

伴随着苏联解体,能源号火箭停止生产。虽然能源号不再生产,由其助推器发展的天顶号火箭仍在服役,其主发动机RD-170衍生的RD-171仍使用于天顶号火箭。

影响以及结局

能源号运载火箭所使用的氢氧发动机RD-0120,它的真空推力为190吨,真空比冲为454.5秒***仅次于美国338吨的RS-68、213吨的SSME、优于法国136吨的Vulcain 2,日本111吨的LE-7A***。美国的宇宙神五号运载火箭使用RD-170系列火箭发动机的衍生型号RD-180,美国的安塔瑞斯号运载火箭使用衍生型号RD-181。韩国罗老号火箭以及俄罗斯安加拉火箭使用另一衍生型号RD-191。天顶号运载火箭则与美国、俄罗斯、乌克兰、挪威四国成立海上发射平台,这家公司拥有能源号全自动发射技术,这项技术目前是世界上最先进的,而且是独家的。能源号大体和N-1运载火箭、TOPAZ-2型空间核反应堆电源以及雅克141结局一样被美国人购买用做航空航天技术储备。

由于政治和经济原因,仅存的能源号M火箭只能存放在库房中,任灰尘飞扬,仪器老化。2002年,暴风雪号太空梭中可以飞行的一架连同能源号火箭一道,因拜科努尔的厂房坍塌而被摧毁。至此暴风雪计划在凄凉惨淡中彻底终结[4] 。

相关设计

火神号

祝融星***Vulkan-Hercules***能源家族的原型,最初始设计,该火箭家族运载能力涵盖10~200吨级。采用模组设计,助推器***天顶号***可以单独发射荷载,Vulkan发射质量达到4747吨,为两级半火箭,高度88米,配有逃逸塔,低轨道运载能力200吨,地球静止轨道运载能力为36吨,还可以将43吨的货物送往月球***直接起飞***,52吨的货物送往火星。

后来在苏联国防部的干涉下,改型火箭的研发中断,改为研发该火箭的单级型号,也就是能源号,原因是该构型可以采用背负式搭载超大尺寸的荷载。运载能力200吨能源号还远不是苏联计划中的最大型号的运载火箭其中披露的RD170系列的图,有个六燃烧室的火箭发动机。

能源号M

能源号M是最小的衍生型号,使用二到四个经过改装的天顶号火箭作为助推器,芯级中只有一个RD-0122发动机。能源号M旨在取代质子号运载火箭,但是在1993年输掉了和安加拉火箭的竞争。

能源II号

能源II号,又称 Uragan ***俄文:Ураган, Hurricane***是一种计划可完全重复使用的火箭。该衍生型号的芯级可以自行再入和滑翔降落。

人类登月的故事 将在月球两极续写

时间过得真快。一晃,人类首次登月已经过去了半个世纪,再算算,人类最后一次登月也是47年前了。许多科学家都在心心念念这件事情,他们认为,是时候重新回到月球,续写50年前的故事了。那么,不久的将来人类与月球的故事将怎样继续?

下一步率先登月的或仍是美国

半个世纪前,美国成功实施“阿波罗”计划,在与苏联开展的月球竞赛中大获全胜。不过在载人登月活动停滞了40多年后,未来率先把航天员送上月球的会是谁?

其实没啥悬念,大概率还是美国。

目前,美国国家航空航天局(NASA)已将新的登月计划正式命名为“阿尔忒弥斯(Artemis)”。在希腊神话中,阿尔忒弥斯是阿波罗的姐姐,也是月神。NASA以此命名,除了致敬“阿波罗”计划,还希望将女航天员首次送上月球。

美国的登月计划让外界感觉不是很踏实,原因之一是运载火箭老掉链子。

庞之浩说,美国波音公司正在研制“太空发射系统”(SLS),其将成为有史以来推力最大的运载火箭。该火箭的研制分两步,初级构型下,近地轨道运载能力约70吨,后续改进型则能达到130吨左右,可以满足载人登月甚至登上火星的需求。

但SLS的研制进展缓慢,原计划2017年首飞,目前已推迟到2020年。许多人对美国能否靠它如期实现载人登月表示担忧。

不过,航天专家黄志澄对美国登月计划有一定信心,认为2024年实现登月的可能性超过一半。他表示,由于受到俄罗斯、中国航天发展的压力,美国加快载人登月脚步的决心很大。

早些时候有外媒报道,特朗普要求为NASA额外追加16亿美元预算,这些资金将加快火箭和登月系统的研发进程。美国副总统迈·彭斯曾透露,特朗普下令在2024年将美国人送上月球。

同时黄志澄表示,NASA采用了与以往不同的方式,联合了许多民间力量,在着陆器、有效载荷等方面与多家民营公司签订了合同。“这样的合作给美国带来了一定优势,不能低估美国的 社会 力量。”他说。

庞之浩认为,如果美国能够坚持现有方案并持续投资,即使2024年不能实现载人登月,最晚到2028年应该也可以重返月球。而黄志澄认为,像SpaceX、蓝色起源这样的民营火箭公司,或将与NASA构成“双保险”。SpaceX甚至有可能先于NASA实现载人登月。

当美国为重现登月壮举大力“总动员”时,其他国家也在推行登月计划。

今年2月,俄罗斯探月计划流出,其中提到计划于2031年完成首次载人登月,2034年着手建设月球基地。为此该国启动了超级重型运载火箭项目。

庞之浩介绍,俄罗斯正在分两步研制新型重型运载火箭“叶尼塞”与“顿河”,它们的近地轨道运载能力分别能达到103吨和130吨。

从技术上说,俄罗斯在大推力液氧煤油发动机领域至今独步天下,他们的问题是钱。为此该国表态将与中国分享重型运载火箭信息,以期用技术换取资金回报。

此外,庞之浩介绍,欧洲、日本均提出过建立月球基地的构想,但尚无实质性进展。

两极将成为未来登月落脚点

1969年7月20日世界时20时17分,阿波罗11号飞船降落在月球静海地区,位置在北纬0度40分26.69秒,东经23度28分22.69秒。

静海位于月面中央的宁静盆地内,面积约为42万平方公里。此后,阿波罗16号、17号飞船也在该地区登陆。

庞之浩介绍,当年受技术能力制约,所有阿波罗飞船都是在月球正面赤道附近着陆。而如今,美国声称有能力落在月球任何一个地方。

虽然美国尚未公布未来登月的确切地点,但从近年国际探月活动发展趋势来看,月球两极已成主要目标。

例如,今年1月3日,我国嫦娥四号探测器成功着陆在位于月球背面南极附近的艾特肯盆地冯·卡门撞击坑。在国家航天局公布的探月四期工程后续计划中,嫦娥六号任务计划在月球南极进行采样返回,嫦娥七号要在月球南极对地形地貌、物质成分、空间环境进行综合探测,嫦娥八号也将继续进行科学探测试验,并开展一些关键技术的月面试验,为以后各国共同构建月球科研基地做前期 探索 。

庞之浩表示,月球两极是人类建设月球基地的理想场所。月球两极存在两种特殊区域:一是永久光照区,可以获得持续稳定的太阳能;二是永久阴影区,已有研究发现,这里可能存在大量水冰。水可以用于航天员的生活,还能原位利用,分解成氢和氧作为飞船燃料。因此,在两极建设月球基地,不仅有利于航天员驻留,还有助于把月球作为跳板进行载人火星探测。相比从地球出发,火星飞船从月球起飞,成本将大幅降低。

月球资源的正确“打开方式”

“阿波罗”计划虽然取得了许多科学、技术上的伟大成就,但主要还是服务于政治目的,为此付出了惊人的成本。如今,这种打鸡血般不惜代价也要“到此一游”的登月方式,显然不再行得通。

经过多年“冷静思考”,各国普遍认识到探月活动具有政治、 社会 、技术、科学和经济等多方面意义。因此,未来人类探月的目标也转变为将科学 探索 和经济利益相结合,最终目的是开发月球资源,为我所用。前文提到建设月球基地即是为此。

那么,月球上有哪些资源,如何开发?

早些年,月壤中氦-3的发现,让科学家们十分兴奋。

氦-3是被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料。据科学家计算,100吨氦-3所能创造的能源,相当于全世界一年消耗的能源总量。氦-3在地球上的蕴藏量极少,全球已知且容易取用的只有500公斤左右,而早期探测结果表明,月球浅层的氦-3含量多达上百万吨,足够解决人类的能源之忧。实际上,随着人类对月球认识的加深,科学家发现月球氦-3的总储量很可能更多。

不过冷静下来后人们发现,月球氦-3虽多,想用上却不容易。其不仅提取过程复杂,要想大批量运输回来,也面临高昂的成本和许多技术难题。

也有人提出在月球永久光照区建设大规模太阳能电站,不过所需的设备和材料怎样运上去,获取的电能如何突破38万公里距离传输回来,这都是当前技术难以解决的问题。

再多困难,也不能限制一些人对开发月球的想象力。2018年,日本一家名叫ispace的民营公司宣称,将于2040年前在月球上建造一座城市,并使其客流量达到每年万人左右。

中国航天科工集团二院研究员杨宇光认为,这是异想天开。人类和月球的故事不是这么发展的。

从月球在航天活动中的定位来看,它绝非人类的“太空家园”。杨宇光认为,早期月球基地开展一些科考活动,像国际空间站那样住4到6人就够了,如果发现大量水资源,需要扩大基地规模进行开采和燃料制备,也不需要太多人。“2050年代人类能开始开采月球资源,那就很不错了。”杨宇光说。

所以,几十年后,月球上的剧本可能是这样:某一处大量采用月球原材料、利用3D打印技术建造的半地下式基地,凭借月球发电站和水资源实现一定程度的自给自足。几名工程师和科学家住在里面,管理着智能开采设备和生产厂房,偶尔迎接来自地球的飞船和宇航员,再把他们送往火星。每隔一段时间,他们会收到来自地球的快递,或是等来换班的人。有时候,他们会开着月球车四处 探索 、在干净的环境里用天文设备仰望星空,或是琢磨怎么把氦-3弄回地球。这是可以预期的开发月球的正确方式。