BI中文站 5月11日?qǐng)?bào)道
美國(guó)科技大亨伊隆·馬斯克（Elon Musk）創(chuàng)辦的火箭公司SpaceX，即將發(fā)射孟加拉國(guó)首顆地球同步通信衛(wèi)星Bangabandhu-1。然而，航天愛好者們更多關(guān)注的卻是SpaceX的全新火箭，即SpaceX最強(qiáng)大、可重復(fù)使用次數(shù)最多、迄今為止最便宜的獵鷹9號(hào)火箭，它也被稱為Block 5。
SpaceX首枚獵鷹9號(hào)Block 5火箭正被安裝在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角發(fā)射臺(tái)上
Block 5的發(fā)射原定于美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間周四晚上進(jìn)行，但是在倒計(jì)時(shí)不到一分鐘時(shí)，飛行計(jì)算機(jī)故障導(dǎo)致發(fā)射延遲。SpaceX宣稱正在尋找問題根源，并可能在周五再次嘗試發(fā)射終極版獵鷹9號(hào)火箭。
獵鷹9號(hào)是SpaceX公司最常用的運(yùn)載火箭。事實(shí)上，在過去的8年里，有超過50枚獵鷹9號(hào)火箭發(fā)射升空。它們?yōu)閲?guó)際空間站運(yùn)送了大量補(bǔ)給設(shè)備，并將數(shù)十顆商業(yè)衛(wèi)星送入軌道，甚至發(fā)射了機(jī)密軍事載荷。
然而，在過去10年里，SpaceX的工程師們始終在不斷改進(jìn)火箭，為其增加新功能，提高效率，增加動(dòng)力。但馬斯克表示，Block 5將是獵鷹9號(hào)的“最終版本”，之后SpaceX將轉(zhuǎn)向研發(fā)更大的火星火箭。
SpaceX尚未公開發(fā)布新火箭的任何官方規(guī)格，其代表也沒有回應(yīng)記者置評(píng)請(qǐng)求。然而，在過去一年左右的時(shí)間里，馬斯克和SpaceX總裁兼首席運(yùn)營(yíng)官格溫·肖特威爾(Gwynne Shotwell)已經(jīng)描述了許多改進(jìn)。
下面是美國(guó)主流網(wǎng)絡(luò)媒體BI對(duì)之前的大量報(bào)道進(jìn)行匯總，列出了獵鷹9號(hào)系列火箭的進(jìn)化歷程以及未來展望。
2017年1月14日，一枚獵鷹9號(hào)火箭發(fā)射升空
更強(qiáng)大的推力
對(duì)于任何火箭來說，評(píng)判其是否強(qiáng)大的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)就是發(fā)射力（或稱推力），特別是火箭的最大部分，也稱為第一級(jí)或助推器。
2010年6月份，SpaceX制造的首枚獵鷹9號(hào)火箭接近55米高，其助推器的9個(gè)引擎可以產(chǎn)生近5000千牛頓的推力，大致相當(dāng)于2.75頭成年藍(lán)鯨躍起的力量。
大約10年后，獵鷹9號(hào)“全推力”版出現(xiàn)在SpaceX機(jī)庫中。這枚火箭有70米高，能夠產(chǎn)生超過7500千牛頓的助推推力。
然而，隨著引擎升級(jí)到Merlin 1D，Block 5的推力更加強(qiáng)大。馬斯克在2017年3月獵鷹9號(hào)發(fā)射后表示：“Block 5最重要的部分就是發(fā)動(dòng)機(jī)的全推力，將比目前的火箭提升大約10%左右。”
更重的有效載荷
:獵鷹9號(hào)火箭的整流罩正在美國(guó)宇航局(NASA)格倫研究中心進(jìn)行測(cè)試
推力的增加可能有助于提高一個(gè)重要的指標(biāo)，即有效載荷質(zhì)量。最初的獵鷹9號(hào)火箭可以發(fā)送10433千克有效載荷進(jìn)入低地軌道(距離地球約400公里)。而新版火箭的有效載荷質(zhì)量可能會(huì)超過22680千克，幾乎增加1倍，不過助推器可能會(huì)毀掉。
但是，回收助推器是馬斯克大幅降低進(jìn)入太空成本的關(guān)鍵，因?yàn)槊總€(gè)助推器約占獵鷹9號(hào)火箭總成本的70%。Block 5更強(qiáng)大的推力(以及其他改進(jìn))將幫助助推器獲得更大的有效載荷質(zhì)量，同時(shí)為回收助推器提供更多燃料，從而提高回收的成功率。
更多重復(fù)使用次數(shù)
獵鷹9號(hào)火箭助推器上使用的鈦格翼
到目前為止，SpaceX重復(fù)使用二手獵鷹9號(hào)助推器的次數(shù)還未超過2次。原因是16層樓高的助推器會(huì)以每小時(shí)數(shù)千公里的高速從太空邊緣沖入地球大氣層，這會(huì)導(dǎo)致其被加熱并部分磨損。助推器必須經(jīng)過徹底檢查，部件也經(jīng)常因?yàn)閾p壞需要翻新或更換。
為了使助推器更耐用，Block 5將使用熱保護(hù)涂層代替油漆。工程師們還增加了對(duì)火箭尾部的防護(hù)，以更好地保護(hù)更重的昂貴引擎。而助推器的鈦格翼是由鈦合金而非鋁合金制成的，在重新進(jìn)入大氣層時(shí)不會(huì)融化，從而引導(dǎo)它像跳傘者的手臂和腿一樣著陸。
馬斯克在2017年3月份時(shí)曾表示，每個(gè)Block 5的助推器在不更換主要部件的情況下至少可飛行10次，不過隨后可能需要更多地翻新。他說:“適度的翻新不會(huì)對(duì)成本產(chǎn)生重大影響，它至少可以被反復(fù)發(fā)射100次。”盡管他也聲稱新的助推器“幾乎可以無限使用，只要進(jìn)行定期維護(hù)和仔細(xì)檢查”。
發(fā)射周期更短
在獵鷹9號(hào)助推器著陸后，它需要幾個(gè)月的時(shí)間才能再次重新返回發(fā)射臺(tái)。但馬斯克表示，Block 5就是為“易于重復(fù)使用而設(shè)計(jì)的”，發(fā)射周期只需幾周的間隔。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，SpaceX的工程師們?cè)谌菁{引擎的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)上使用螺栓連接，這個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)被稱為環(huán)形排列(Octaweb)，沒有就地焊接方法，這有助于更快的檢查和翻新工作。而且，最重要的著陸腿將會(huì)收縮，所以它們不需要在運(yùn)送回機(jī)庫時(shí)被移除。
發(fā)射成本更低
可重復(fù)使用的助推器能夠更頻繁的發(fā)射，這可以大幅減輕為另一次發(fā)射任務(wù)準(zhǔn)備的整體工作，從而為SpaceX節(jié)省大量開支。
目前，SpaceX對(duì)每次獵鷹9號(hào)發(fā)射任務(wù)的收費(fèi)約為6200萬美元，其中助推器占了總成本的70%，這意味著每次重復(fù)使用可以節(jié)省數(shù)千萬美元。SpaceX還計(jì)劃回收600萬美元的火箭整流罩，利用降落傘將它們送回地球。
馬斯克甚至提出“派對(duì)氣球”的解決方案來回收第二級(jí)火箭，它的成本也高達(dá)數(shù)百萬美元。這些方法都能幫助SpaceX大幅降低成本，增加收入。這些節(jié)省的成本也可返還給那些愿意使用二手助推器的客戶，盡管SpaceX還沒有公布它可能提供多少折扣的細(xì)節(jié)。
NASA/美國(guó)國(guó)防部將更熱衷于與SpaceX合作
不過，Block 5的大多數(shù)改進(jìn)都是為了滿足美國(guó)宇航局（NASA）的要求，SpaceX希望能將其宇航員送入軌道。SpaceX總裁兼首席運(yùn)營(yíng)官肖特威爾曾說過:“這款火箭大概接受了100多項(xiàng)改進(jìn)?！?/p>
其中有些改進(jìn)包括提高泵機(jī)的抗裂能力，以及重新設(shè)計(jì)的氦氣箱，后者曾導(dǎo)致2016年9月份的發(fā)射試驗(yàn)發(fā)生爆炸。其他改進(jìn)旨在使火箭變得更強(qiáng)大，以更好地執(zhí)行國(guó)家安全發(fā)射任務(wù)。
美國(guó)宇航局要求獵鷹9號(hào)Block 5火箭首先實(shí)現(xiàn)7次成功發(fā)射，之后才允許其宇航員搭載SpaceX的火箭和龍飛船前往國(guó)際空間站，這是SpaceX在年底前就想嘗試的事情。
如果天氣情況良好，Bangabandhu-1和首枚獵鷹9號(hào)Block 5火箭將于美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月11日下午4點(diǎn)14分在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角起飛。 （編譯/金鹿）
