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  • 1 # 魑魅涅槃

    太空梭作為迄今為止人類研製過的最為複雜的太空飛行器(空間站屬於軌道航天器),在其30年的服役生涯中,共計發射過多達135次,累計完成了包括國際空間站建設、太空望遠鏡發射、維護、大型航天器在軌維護、回收等多項航天任務。從太空梭自身效能引數來說,其自身空重78噸、連同助推器在內最大起飛推力2810噸,最大起飛重量2040噸,可以運送最多8名航天員和29.5噸的貨物抵達近地軌道或者其他軌道。

    至於美國可以把重達78噸的航天飛機發射到太空,為何不能發射同樣重量的航天器也是有原因的:

    一、因為太空梭本身就是具備飛行動力的軌道航天器,和更為常見的衛星並不一樣。太空梭自身裝備的發動機雖然只產生20%的起飛推力,但是卻從發射點火開始到太空梭準確入軌的整個過程中處於持續工作狀態,反觀太空梭捆綁的兩臺固體助推器雖然貢獻了80%的推力,但是其只負責將太空梭運送到距離地面40公里高度即可分離返回,和最終近地點不低於200公里的軌道高度之間全部依靠太空梭自身產生的推力實現。也就是說太空梭捆綁的兩臺大直徑固體助推器雖然貢獻了80%的推力,但是卻和長征5B運載火箭一樣助推器承載了80%的起飛推力輸出,但是助推器並不能實現航天器精準入軌一個道理。

    二、別看太空梭最大起飛重量超過了2000噸以上,但是其真正的航天載荷卻只有29.5噸。因為助推器分離後,算上太空梭自身78噸自身空重+29.5噸最大航天載荷+10噸的燃料重量雖然高達118噸,和土星五號的近地軌道運載力已經相當。但是這個重量中只有29.5噸重量屬於航天載荷,剩下的全部重量其實就是我們常見的火箭一級和助推器分離後,剩下的二級、三級、甚至四級連同航天器的共同重量一樣。那麼這樣算的話,太空梭自身29.5噸的最大載荷基本和中國的長征5B、美國的德爾塔4、俄羅斯的安加拉5新一代重型運載火箭近地軌道運載力屬於同一範疇。

    當然這個問題其實也不太嚴謹,比如問的到底是能夠發射重達78噸的太空梭抵達近地軌道,為什麼太空梭的助推器為什麼不能發射78噸的大型衛星等航天器呢?還是說美國除了土星五號之外,是否具備近地軌道78噸的發射能力呢?

    如果是前者的話,前面已經回答過了,因為太空梭自身和常規火箭的二三級功能是一樣的,所以29.5噸航天載荷雖然連同78噸的太空梭一同都進入近地軌道了,但是太空梭自身並不屬於航天發射載荷。

    如果是後者的話,其實美國當下已經達到這個運載力了,比如已經連續發射兩次成功的“重型獵鷹”運載火箭近地軌道運載力就已經高達63.8噸,基本和78噸的最大載荷已經差不多多大了。

  • 2 # 多情sunny

    美帝有太空梭麼?有旅行者號有好奇號機遇號勇氣號?根本就沒什麼哈勃望遠鏡,最近吹的這個韋伯望遠鏡也是假的。想欺騙中國跟進浪費納稅人的錢。我們可千萬不要相信不要像蘇聯一樣上當受騙

  • 3 # 華箋流香

    在土星5號火箭之後,在任何時候,美國都有發射重型航天器的技術和能力,唯一能卡住NASA脖子的是預算。

    美國的太空梭就是因為太貴了,所以才下馬的。

    美國太空梭分成三大部分:

    帶翅膀的我們通常稱為太空梭,正式稱呼是軌道飛行器。太空梭肚子上捆的燃料箱。燃料箱兩邊是兩個固體火箭助推器。

    這三大部分的起飛質量超過2000噸,軌道飛行器的入軌質量是100噸左右。

    美國第1艘太空梭是哥倫比亞號,1981年首飛。在當時那個年代,還沒有現在的 SpaceX在成本上步步緊逼,那時發射運載火箭的成本也很高,每公斤荷載入軌成本超過2萬美元。

    太空梭相比於運載火箭系統,任務更加靈活。進入軌道和返回地球加速度比較低,對乘員要求比較低,沒有經過特別訓練的普通人,也可以乘坐太空梭上天。

    太空梭機組的成員是5~7人,其中機長、駕駛員和載荷專家由資深的宇航員擔任,剩下的4個名額可以從普通人中選,科學家甚至教師都可以進入太空。

    這一方面極大的擴充套件了太空任務的範圍,另一方面擴大了太空梭在普通民眾中的影響力,提升了民族的自豪感。對於美國形象的塑造,以及美國夢的凝聚力,非常具有號召力。

    而且,軌道飛行器貨倉巨大,長18.3米寬4.6米,哈勃太空望遠鏡就是由太空梭帶上太空的。它不僅能把貨物背上去,還能把貨物背下來。

    實際上,美國開發太空梭的初始目的,是為了打造一個重複使用的天地運送系統,從而降低單次成本。

    》但是太空梭太複雜了。

    具體的講就是軌道飛行器太複雜了。

    在起飛階段,軌道飛行器要開啟3臺主發動機,雖然只提供了20%的總推力,這個時候它是火箭。

    在返回地球的時候,它又必須像飛機那樣降落。因此它又是飛機,要有可以收進機腹的起落架以及輪胎。

    軌道飛行器返回時要以一定的上仰傾角進入大氣層,利用大氣和機腹的摩擦減速,這個過程會產生高溫,所以在太空梭的機腹要貼著耐火磚。

    2003年,哥倫比亞號太空梭返回時,因為耐火磚脫落,2000度高溫氣體進入起落架艙室,導致太空梭解體,7人遇難。

    當初建造太空梭的本意是為了省錢,但是由於技術太複雜,導致了事故成本極高。

    所以2011年以後,太空梭就停止使用。

    太空梭停飛以後,美國天地運載系統確實處於青黃不接的階段。

    》美國其實也是有一個替代太空梭的後續計劃。

    在太空梭還沒有停飛時,這個計劃就已經開始了。

    這個計劃叫做單級入軌系統,也可以看成是 SpaceX公司的獵鷹火箭和星艦的前身。

    其中由麥道公司(現屬於波音)主持的專案叫做三角快帆。

    ●三角快帆DC-Y單級入軌火箭,高38.7米,起飛質量462.9噸。

    當時火箭發動機的技術沒有現在這麼好。

    星艦使用的猛禽發動機是全流量分級燃燒發動機。以前的火箭發動機有一些是開迴圈的,要排放廢氣損失推力,還有一些是半流量分級迴圈的,燃燒沒有全流量分級那麼充分。

    所以,當時的條件,單級入軌很難實現。

    馬斯克的SpaceX從單級入軌計劃裡面撿了很多現成技術,把一些工業管理的流程整合到宇航專案中,才能形成現在的成本和質量的雙重控制優勢。

    美國已經完成了登月,已經完成了天空實驗室,完成了太空梭,同時又聯合多國完成了現在的國際空間站。

    美國砸錢、砸人、砸技術,除了探索火星以外,把該玩的全部都玩過一遍,暫時沒有發射重型荷載的迫切需求。

    所以美國的宇航員上國際空間站,在太空梭停飛以後,都是乘坐俄羅斯的聯盟號宇宙飛船上去的。

    但是,不要以為美國的野心就會就此停止。

    》美國的宇航計劃有一個非常、非常長遠的目標。

    從本質上來說,NASA是一個科研機構。這個科研機構在過去花錢如流水的探索中,已經完成了化學火箭的全部技術線路整合,以及所有可能的飛行器的原理設計。

    美國獵戶座的計劃使用的是原子彈作為驅動力,用原子彈的爆炸把飛船炸上天,這個計劃已經完成了原理性實驗。

    之所以不實施,並不是美國沒膽子、沒錢,主要是核彈在頭頂上爆炸,汙染實在是太嚴重。

    一句話,美國什麼都敢幹,什麼都能幹,什麼都幹得成,就看什麼時候需要。

    我們回顧美國的整個宇航專案,它是按照以下步驟穩步推進的。

    第1階段砸錢搞技術探索,第2階段砸錢搞應用,第3階段線路收縮與專案整合,第4階段大規模商業化。

    美國航天的青黃不接是出現在第3個階段。只有在第3階段,才會出現美國無法發射大型航天器的情況,但是現在這個階段已經結束了。

    》目前,是美國航天第4階段開始。

    這個時候的指揮官和總司令就是馬斯克。

    SpaceX公司的返回式火箭和太空梭比有幾個優勢。

    返回式火箭不需要在大氣層中做空氣動力學意義上的有翼飛行,所以省了飛機的一大部分控制系統,所以起落架可以露在外面,也沒有橡膠輪胎。

    返回式火箭可以在大氣層中做動力飛行,減速不完全依靠空氣和艦體摩擦,防火耐熱設計和對於起降場地的要求都遠低於太空梭。

    星艦用不鏽鋼做箭體,既耐操又耐高溫,又便宜,不要只看到人家表面坑坑窪窪。

    全流量分級燃燒火箭發動機有一個最大的好處,就是它的推力是可以調節的。猛禽火箭發動機最大推力是170噸,調下來可以調到40%推力,也就是說70噸推力。

    因為是可以重複發射的,所以不用再去重新制造70噸推力的火箭發動機。這樣又省了一大截。

    美國的航天產業,在太空梭謝幕之後,確實是寂寞了一段時間,不過馬上就要重振雄風了。

    美國以前已經玩過高價高質的東西了,現在人家在玩的是廉價高質的東西,這就是所謂的商業航天。

    而且這次重振雄風絕對是碾壓性質的,靈活、廉價、高質量、大載荷。

    過不了多久, SpaceX公司就會發射超過土星五重量的火箭。

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