首頁>科學>

  自1972年以來,就再也沒有人類踏上月球。但隨著人類商業太空飛行的到來以及探索月球的熱情,引發世界各國一場新的太空競賽。為了重新登上月球和殖民火星,美國國家航空航天局 (NASA)與馬斯克的SpaceX 正在競相開發新型的重型火箭與載人太空船,分別為太空發射系統(SLS)與星艦(Starship)

  那麼,這兩種火箭有什麼不同、哪一個更強大呢?

  SpaceX 星艦,地表“最強”的星際飛船!

  星艦是馬斯克實現火星夢最關鍵的一環,它的前身是大獵鷹火箭(Big Falcon Rocket,BFR)。整個星艦全長120米,共分為兩級:太空飛行器(Starship)+超重型(Super Heavy)運載火箭。其中飛行器長度為50 米,直徑為9米;超重型火箭長度為70米,直徑為9米。ps:太空飛行器(Starship)和整體火箭重名,所以都叫星艦。

  按照馬斯克的說法,最終完整版的星艦共搭載了41臺猛禽火箭發動機,超重型火箭搭載35臺,太空飛行器搭載6臺。超重型火箭在發射時,將提供1500萬磅的推力,大約是阿波羅計劃所使用的“土星5號”推力的兩倍,而“土星5號”也是迄今為止人類發射過最強大的運載火箭。

  星艦和SLS最大的不同就是,星艦是可垂直起降著陸的。一旦飛越著陸地點,星艦便會翻轉到垂直狀態,並使用其機載猛禽發動機進行動力下降和著陸。同時它將有足夠的推力克服火星或月球的引力,令自己飛離火星或月球表面,然後返回地球再次進行有動力的軟著陸。

  另外星艦的飛行器和超重型火箭都是完全可重複使用的,整個系統旨在將100噸以上的有效載荷運載到月球或火星表面。

  雖然星艦的發展有目共睹,但測試屢遭失敗。從2020年開始,星艦的原型“SN”系列就開始試飛,從SN1到SN9,測試成功的次數不多。比較令人印象深刻的就是SN8,挑戰了12.5公里的高空,一番高空花式表演後,最後在垂直降落時速度太快直撞地面,發生了爆炸。而2月初的SN9挑戰了10公里高空,結果也重蹈了SN8的覆轍。至於星艦何時能成功,暫時還是未知數,也有可能會拖慢馬斯克的火星計劃。

  NASA 太空發射系統,接近土星5號!

  太空發射系統(Space Launch System,SLS)是NASA於2011年立項、由太空梭(Space Shuttle)專案演變而來的超重型運載火箭,全長約100米(載人版質量為2497噸、貨運版質量為2951噸)。SLS也可以說是NASA至今設計過最強大的火箭,能一次性將貨物與太空船內的太空人運送到月球,預計載運量為95至130噸。

  火箭的核心由一個主推進器和兩個固體燃料助推器組成,主推器是4臺大名鼎鼎的“RS-25”火箭發動機。為什麼說“RS-25”大名鼎鼎,因為“RS-25”的歷史可以追溯到上世紀60年代,一直是 NASA 太空梭上的主發動機,現在被移植到SLS上。

  其實NASA在採用“RS-25”發動機時,曾有專家提議不應該選擇RS-25發動機,就當下而言,技術已過時了。不過NASA考慮用“RS-25”,可能選中了它的安全性和可靠性。在135次的航天飛行中,只有1次出現故障。為此多年來,NASA也多次升級了“RS-25”發動機。

  SLS火箭給“RS-25”發動機提供動力的是330萬公升的液態氫與液態氧。按照火箭發射的推力來算,4臺發動機共提供900多噸的推力,兩個固體燃料助推器每個提供1600噸推力,加起來總推力就是4100噸。簡單來說,可以在8.5分鐘內讓火箭速度超過23馬赫,一舉衝上近地軌道。

  但SLS和星艦相比,一是不能重複使用,二是造價比較貴。

  然而,讓美國媒體感到悲觀的是,這個設計超過10年,耗費了天文數字資金的火箭,在今年1月進行的發動機熱火試驗中失敗。原本計劃是4臺“RS-25”發動機點火執行8分鐘,這也是登月任務火箭的實際點火時間長度。不過萬萬沒想到,發動機點火1分多鐘後,就出現故障,進入安全關機狀態,而關機確切原因仍未知。或許美國人的登月任務又要延後了。

  最後:

  SpaceX的星艦和NASA的SLS哪個更強呢?這個估計比不了,因為兩者都還沒有真正投入使用。不過從眾多火箭發動機的效率、推力、可複用性以及造價來看,SpaceX的猛禽發動機確實是當下最好的火箭發動機。但不管怎樣,無論是星艦還是SLS如何如何,我們都是吃瓜的。而最好的瓜,莫過於我們的“長征9號”!

21
  • mRNA疫苗可誘導對SARS-CoV-2及其多種擔憂的變體的持久免疫記憶
  • 支配宇宙四種力:重力、電磁力、弱力、強力,弦論能否將其統一?