科学家|估计NASA的2024载人登月,时间要推迟,SpaceX公司还有4大技术难题


科学家|估计NASA的2024载人登月,时间要推迟,SpaceX公司还有4大技术难题
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科学家|估计NASA的2024载人登月,时间要推迟,SpaceX公司还有4大技术难题
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科学家|估计NASA的2024载人登月,时间要推迟,SpaceX公司还有4大技术难题
为了实现NASA的阿尔忒弥斯登月计划 , 马斯克老板最近被推上了太空探索消息的浪尖 , 好的一方面让他心生欢喜 , 那就是他拿到了NASA一份价值10亿美元的登月合同 。 不好的一方面就是现在距离2024年底还有3年的时间 , 而星舰飞船还有诸多技术难题没有攻克 。
今天在这里我认为有四个大方面的技术难题 。
一是:发射静态点火问题 。 二是:火箭回收问题 。 三是:在轨加注燃料问题 。 四是:登月测试问题 。
模拟星舰登月
在马斯克拿到合同后的几天 , 网上一则报道消息:来自纽约时报的记者问了NASA局长一个非常刁钻的问题 , 就是NASA既然选择“星舰”作为登月舱 , 那么NASA的太空发射系统(SLS)和猎户座飞船就不需要了吗?
”NASA局长的回答非常“官方”——只有一款火箭能将人类送上月球并送回地球 , 那就是SLS 。
猎户座是NASA最新一代载人飞船 , 说是阿波罗飞船的升级版也不为过 , 因为猎户座飞船是NASA火星载人登陆计划的主要载体 , 在2014年12月5日完成首次无人飞行 , 并于2018年进行绕月飞行 。 无论是从机构组成、技术模块还是性能特点都非常成熟 。
还有NASA的太空发射系统又叫空间发射系统(简称SLS) 。 是一种从航天飞机演变而来的超重型运载火箭 , 主要目的是维持星座计划的进行以及取代已经退役的航天飞机 。 整体而言 , 太空发射系统与土星五号非常相近 。 号称史上最强运载火箭系统 。
现在NASA却选择了马斯克老板的“星舰飞船” 。 这说明已经暂时放弃了猎户座和SLS , 也放弃了以蓝色起源为首的众多太空技术公司 。
下面我们就重点分析一下四大问题 。
一是:发射静态点火问题 。 二是:火箭回收问题 。 三是:在轨加注燃料 。 四是:登月测试 。
29台猛禽以1+8+20队形列阵
一是:发射点火问题 。

此前的猎鹰运载火箭使用的默林火箭发动机 , 型号更新到6代默林真空1D 。 (燃料:液氧煤油)
现在的星舰全部使用全新一代猛禽发动机SN44 。 (燃料:液氧-甲烷推进剂组合)
其海平面推力311吨(3050kN) , 真空推力357吨(3500kN) , 采用预先冷却的液氧-甲烷推进剂组合 , 燃烧室的室压高达30MPa 。 其海平面推力311吨(3050kN) , 真空推力357吨(3500kN) , 采用预先冷却的液氧-甲烷推进剂组合 , 燃烧室的室压高达30MPa 。 如果投入使用 , 猛禽发动机将成为世界上推力第四大的现役液体火箭发动机 。 但不好的消息是 , 发动机首次静态点火:以爆炸告终 。 失败之后 , 马斯克在个人社交媒体上透露 , “(猛禽发动机)爆炸原因是输氧压力过低 , 而不是发动机自身问题 。 ”
火箭发射爆炸在航天历史上多次发生过 , 如果发射到高空后爆炸 , 宇航员可以通过逃逸塔进行安全逃离;如果刚发射就爆炸在发射台 , 那就是灾难时刻 。 所以 , 现在星舰最新的猛禽发动机要急需攻克发射静态点火问题 。
星舰飞船发射塔
二是:火箭回收问题 。
据网络信息报道:前段时间SpaceX首次将星舰原型SN20与超重型火箭助推器原型B4在博卡奇卡基地组装完毕 , 整个组合体高达120米 。 B4助推器高70米 , 直径9米 , 内部安装了29台猛禽发动机用于初始飞行测试;据马斯克还透露最终的超级重型火箭助推器可能会搭载33台猛禽发动机 。 如此的庞然大物 , 不仅造价很高 , 制造难度、速度、周期都很长 , 所以回收再利用是重点 。 目前发布的信息是29台猛禽以1+8+20队形列阵 , 将在起飞时为星舰火箭提供6000吨的推力 。 接下来就是多项技术测试:环境压力测试、低温加压测试、结构压力测试、静态点火测试 。
据了解 , SN20组合体首次发射将进行绕地球一周的试飞测试 , 最后星舰SN20将在夏威夷附近的水域进行海上降落回收 , 而超重助推器B4将在墨西哥湾坠落(最佳目标是成功回收) 。 而马斯克在博卡奇卡基地建造了全新的星舰发射塔别名:Mechazilla 。 安装了像“一双筷子”的大型机械臂 , 可以帮助举起、堆叠以及捕获星舰飞船或者火箭助推器 。 目前都是设计制造 , 还没有测试成功 。 还有其他的再入大气层、隔热防护罩及着陆系统 。