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猎鹰重型火箭探秘–SpaceX火箭进入地球轨道和火星

这篇文章来源于DevicePlus.com英语网站的翻译稿。

您可能听说过Elon Musk针对AI和机器人技术的担忧。如果人工智能继续发展,那么可能会对人类构成威胁。这就是Musk为何提倡为机器人配备自毁开关的原因之一。如果开关无效,该怎么办?能够将人们送入太空的强大火箭是一个出色的备选方案。无论是逃离杀手机器人还是对星际的和平探索,你都应该了解一下Musk的猎鹰重型火箭于2018年首次发射成功这项创举。

猎鹰重型火箭于2018年2月发射,开启了太空探索的新纪元。十多年来,太空发射所依赖的运载工具清单(美国的航天飞机以及老旧的俄罗斯运载火箭例如联盟号)一直在不断减少。猎鹰重型火箭是实现火星载人任务的关键步骤,也是Elon Musk的长期目标。为了实现这个目标,SpaceX先要交付可靠的火箭。

Inside the Falcon Heavy Rocket

Dariem – stock.adobe.com

SpaceX漫长而艰难的成功之路

您肯定听过这样的说法:“这并不复杂!(It’s not rocket science!)”

这么说是有原因的。即使是在21世纪,火箭科学仍然非常困难、昂贵而且危险。猎鹰重型火箭成功之前,SpaceX经历了多次代价惨重的失败。2015-2016年,该公司经历了两次失败,造成数百万美元的损失。与软件或机器人不同,火箭问题的诊断和修复成本很高。每次失败后,SpaceX都要花费数月的时间来解决问题,然后准备再次发射。毕竟,如果火箭发射失败,生命和硬件都会受到威胁,因此需要有条不紊地解决问题。

尽管面临诸多挑战,但是SpaceX在太空技术领域仍取得了重大成就。正如CNN所指出的:“SpaceX表示,猎鹰9火箭每次发射要花费6200万美元,而功能更强大的猎鹰重型火箭每次发射要花费9000万美元。”与此相比,联合发射联盟(洛克希德马丁公司与波音公司的合作企业)每次发射都要向NASA和其他公司收取约4亿美元的费用。通过降低火箭的发射成本,SpaceX已证明太空旅行的成本可以降低。SpaceX的成功也减少了对俄罗斯太空实力的依赖。

为什么SpaceX会建造猎鹰重型火箭?

既然将火箭送入太空、向国际空间站运送物资存在众多困难和危险,为什么SpaceX要建造猎鹰重型火箭呢?怀疑论者也许会提出SpaceX应该首先专注于近地火箭的能力,然后再做更长远的事。事实上,猎鹰重型火箭是SpaceX实现人类太空移民的长期战略目标的一个部分。我们来仔细看一下猎鹰重型火箭的硬件。

猎鹰重型火箭能力分析

SpaceX表示,猎鹰重型火箭是“世界上最强大的运载火箭,承载能力是第二名的两倍”。该火箭可以携带141000磅(约64公吨)的物品进入轨道。相比之下,土星五号火箭能够携带260145磅重的物品,但是土星五号火箭上次飞行是1973年,已经无法再使用了。除了进入地球轨道,猎鹰重型火箭还能做什么?SpaceX估计猎鹰重型火箭可以将37040磅的货物运送至火星(或将7720磅货物运送至冥王星!)。这足以载着探测器登陆或是在载人任务开始前准备好补给。

与其他火箭不同,猎鹰重型火箭有两个目的:

  • 将诸如卫星等货物装载并带到国际空间站
  • 将载有最多7位乘客的SpaceX龙飞船带入地球轨道

 

硬件趋势:我们对SpaceX的硬件了解多少?

推动可靠、可重复使用的低成本火箭制造技术的发展对整个技术行业都会产生影响。如果发射成本显著降低,那么进入轨道的卫星数量将大大增加。我们可以预计电信成本会下降,同时获得更棒的服务。从长远来看,猎鹰重型火箭将能向国际空间站输送更多的货物,这意味着人们可以在太空中完成更多的科学研发。

由于过去损失惨重的失败,SpaceX郑重承诺提高可靠性。猎鹰重型火箭由27个单独的一级发动机组成。因此,即便是多个发动机发生故障,猎鹰重型火箭也能继续成功运行。从硬件的角度来看,SpaceX的供应商将面临更大的压力来设计抗故障电子器件。如果这种趋势延伸到消费电子产品领域,我们将来可能会看到更多的耐用产品。

资源:SpaceX发射的卫星越多,你就越可以期待GPS和其他基于卫星的服务得到改进。你可以根据我们的简单说明,了解如何构建GPS跟随无人机

除了火箭推进之外,我们对猎鹰重型火箭内部的装置了解多少?由于安全和竞争原因,信息受限,但是我们可以分享部分细节。最近发射的火箭搭载了一种存储设备“Arch”。SpaceX火箭的这些设备中存储了Isaac Asimov写的经典科幻小说。为什么要用这些设备代替硬盘驱动器呢?这些设备经久耐用,并且能够更好地承受太空旅行的压力,因为没有活动部件。Arch的另外一个优势是存储容量惊人:据TechCrunch报道,“直径仅为3.75英寸的磁盘可以存储360TB的数据”。Arch的数据存储容量预示着数据存储硬件的下一步发展方向。

猎鹰重型火箭搭载的宇航员设备又是怎么样的呢?在这个背景下,SpaceX摆脱了20世纪60年代的物理开关控件风格。X仅有三个触摸屏,屏幕下方有几行控件。相反,据Ars Technica报道,“航天飞机有1000多个按钮、开关和控件”。触摸屏提供主用户界面,而其下方的38个物理按钮则用作备份控件。这种硬件选择显示太空旅行需要强悍的备用设备,仅是强大的触摸屏还不够。

猎鹰重型火箭对太空终极边境意味着什么

从长远来看,SpaceX作为一家公司可能会成功,也可能失败。但是,猎鹰重型火箭的成功对于重振太空工业新时代具有重要意义。太空技术的旧定义——必须缓慢且非常昂贵——可能不再适用。实现艰难目标(比如去火星)的独特吸引力以及控制成本承诺表明,雄心和成本控制可以兼得。

DevicePlus 编辑团队
DevicePlus 编辑团队

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