猎户座飞船|重鹰能否成为登月火箭,担纲猎户座飞船发射重任?


猎户座飞船|重鹰能否成为登月火箭,担纲猎户座飞船发射重任?
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重鹰能否担纲发射猎户座飞船的重任?
答案是肯定的 。
其实 , 看看SLS发射任务列表就知道:SLS只负责将猎户座飞船、服务舱、临时低温推进阶段(ICPS)送到157公里高度的近地轨道 , 之后猎户座独立运作奔向月球 。 猎户座飞船+服务舱的总重量约为26吨(5.7万磅) , 而ICPS本身重量约为30吨(6.6万磅) 。 因此理论上说 , 任何能够将56吨(12.5万磅)有效载荷送入近地轨道的运载火箭都能胜任 , 从而代替SLS 。
作为全球现役最强火箭——重鹰火箭近地轨道运力63.8吨 , 很显然已经超出56吨运力范围 。 需要重新设计制造一款新的整流罩 , 来封装这么大的登月飞船 。
更进一步考量的话 , 如果删掉又重又大又不可复用的临时低温推进阶段(ICPS) , 将这部分推进阶段转嫁到重鹰本身还会胜任吗?
SpaceX目前没有公布月球转移轨道LTO运力数据 , 却给出重鹰火箭GTO运力26.7吨(5.89万磅)以及火星转移轨道运力16.8吨(3.7万磅) , 这意味着猎鹰重型火箭有能力把猎户座飞船和服务舱送入GTO 。
尽管还不能送入月球转移轨道LTO , 但也不是太远 。 只需要将航天器的加速度从2.5公里/秒提高到3.2公里/秒 , 就可以实现从GTO进入LTO 。
这增加的700米/秒又从哪儿来?
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显然可以来自猎户座 。 因为根据设计要求 , 猎户座服务舱能够提供1.8公里/秒的加速度 。 理论上说 , 完全有能力增加700米/秒的加速度 , 让整个猎户座插入月球转移轨道 。
但深入考虑下 , 这样一来又可能造成推进剂消耗 , 无法保证猎户座接下来的操作:减速进入月球轨道 , 最终不能返回地球 , 怎么办?
解决方案并不复杂:让猎户座飞船绕着月球背面转一圈 , 利用月球引力弹弓效应 , 实现飞船返航 。 这种飞行路线其实早在阿波罗13任务中就曾被当作应急方案使用过 , 验证过 。
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为啥现造深空货运飞船 , 不是仰仗未来的星舰?
尽管SpaceX坐拥全球唯一可多次复用货运飞船 , 已经成功发送20多趟国际空间站货运补给 , 拥有最先进最性感的载人龙飞船 , 但仅限于近地轨道 , 要想担纲往返地月间的深空快运 , 毫无疑问货运飞船必须升级换代 。
SpaceX启动研制深空货运龙飞船 , 命名Dragon XL(特大号龙飞船) , 外形最大不同:设计成圆柱体 , 而不是现役龙飞船圆锥体 。 之所以这样设计基于不是为了重返地球大气层使用 , 而是往返于地月轨道之间 。
深空龙飞船设计载货量>5吨 , 每次任务期长达半年至1年 , 设计使用寿命>12个月 。
飞船使命:为未来运营的月球轨道空间站Gateway门户(也称深空门户/深空门) , 运送科学实验设备、物资补给(包括月球宇航员生活补给) 。
相比之下 , 第一代货运龙飞船通常运力3.3吨 , 返航最大运力3.5吨 。 最多使用3次(深空龙飞船复用次数尚未披露) , 使用寿命>45天 , 轨道飞行7天 。 第二代货运龙飞船最大运力6吨 , 返航运力3.8吨 。 最多使用5次 。 设计使用寿命210天 , 轨道飞行7天 。
因此 , 深空龙飞船可被看作第二代龙飞船的升级版、深空版 。 事实上 , 除了不必考虑再入外 , 各项指标要求非常高 , 远不是近地轨道飞船的通常要求 。 SpaceX要想在2024年前造好 , 的确需要下一番真功夫 。
为何现造深空飞船不用未来星舰?
要知道 , 最为外界熟悉的星舰——集载人飞船、登月飞船、返航飞船于一体的下一代深空飞船 。 不仅超大容量(100人、1000立方米增压空间) , 而且一步到位、超前达到多次往返、重复使用的NASA要求 , 甚至研发进度也是同步匹配——2021年轨道级试飞、2022年月球轨道首次试飞、2023年载人环月首飞……
但 , 这一切在NASA决策层眼里并不靠谱 。 超重鹰+星舰飞船组合不太靠谱 , 远比不上现成的技术现造深空飞船来得容易来来得可靠 。
尽管马斯克一直高调主推星舰 , SpaceX粉丝军团更是热血沸腾 , 但冷眼来看 , 从第一代原型星舰到最终打造成熟版 , 绝不是三五年就能搞定的 。 其实马斯克心底最清楚 , 也曾坦言:原型星舰从SN1到星舰1.0 , 至少需要20个迭代版本 。 甚至还感慨「如果我们不加快进度 , 我肯定会在登陆火星之前死去 。 」奔五的他说出这番话 , 既可以看作激励自己勉励团队的感言 , 又可以当成他不太可能兑现时间表的口信 。