据国际媒体报道,维珍轨道使用波音747飞机成功发射运载火箭,其搭载的卫星成功进入预定轨道。
所谓的“维珍轨道”是一家火箭公司。子公司。该公司的吸引力在于使用波音747飞机将火箭带到高空,并在高空发射火箭以有效地将其送入地球轨道。
2020年5月25日,该公司使用波音747飞机首次将运载火箭带到高空,但火箭发射点火后出现异常,首次发射以失败告终。但他们并没有气馁。2021年1月17日,他们使用波音747飞机再次发射运载火箭,成功将10颗NASA立方体小卫星送入近地轨道;同年7月1日,又成功发射了七颗卫星。进入轨道。
就在北京时间今天上午,维珍轨道用一架波音747成功在太平洋上空发射了另一颗运载火箭,将七颗小卫星送入了一个高度为500公里、倾角为45度的近地轨道。这是第三次成功发射。
为什么维珍会特意使用这种发射方式?
事实上,使用飞机将运载火箭带到高空并不是维珍轨道的首创。早在1990年代,美国就使用B-52飞机在大西洋上空13公里处发射了一枚“飞马”运载火箭,将巴西的第一颗卫星送入预定的765公里轨道。一种从飞机上发射卫星的新方法。
不过,它和维珍轨道一样,连续三架飞机发射成功,是第一家真正实现商业运营的民营火箭公司。维珍轨道似乎已经规范了从飞机上发射火箭的做法,未来会越来越多地使用它。
那么这种发射方式有什么特点和好处呢?
我们知道,一般的火箭发射都是在地面使用大推力发动机起飞的。为了克服地球的重力和空气阻力,所消耗的燃料和填充这些燃料的储罐会非常大,火箭会越来越大。更大的火箭需要更多的燃料才能发射,从而形成恶性循环。
用飞机将火箭运送到高空进行发射,虽然重力并没有减少多少,但至少有以下几个优点:
1、飞机给了火箭一定的初速,可以减少火箭地面发射所消耗的大量燃料,与地面发射总速度相比可以降低10~15%马斯克的火箭,并提高火箭性能1~2%;2、由于空中发射,气压仅为海平面的1/4,运载火箭发动机喷管的设计可以简化,提高安全性,降低成本;3、高空发射的加速动压低,对火箭本身的结构强度造成负面影响。要求也降低了,总体上提高了火箭的安全性和制造成本。
此外,空射火箭的准备时间比地面少,所需的天气条件也比地面低。
但空中发射也有局限性。比如发射的航天器不能太重,轨道不能太高,因为飞机的运载能力有限,太重太高的轨道火箭需要更大,需要装载更多的燃料。超出飞机的承载能力。
为了能够在空中发射更大的火箭,微软联合创始人保罗艾伦正在资助一家私人太空运输公司,该公司正在建造有史以来最大的飞机,称为 System。“该机翼展约117米,重约226.8吨,一次可携带3枚运载火箭发射,有效载荷可达250吨。
这只巨鸟于 2019 年 4 月成功飞行,并可能很快创下从飞机发射火箭的新纪录。不幸的是,有远见的投资者保罗没有看到这一天。他于 2018 年 10 月因病去世。他的愿望是通过这个太空发射系统降低太空飞行的成本,最终将人类送上火星。
那么,未来使用飞行器进行太空发射会成为主流吗?
在我看来,使用飞机发射运载火箭有其优点和缺点。它只会成为未来太空发射的一种选择,不能成为主流。因为目前无法在飞机上发射巨大超重或者更远距离的航天器,即使是未来巨大的平流层发射系统也做不到。
而且,未来人们会在月球轨道上发展月球基地,建造空间站。当飞往外行星和深空航行成为常态时,远征航天器的最佳发射平台将是月球基地。甚至未来的航天器制造也可能在月球基地进行。远征人员只需乘坐地月“巴士系统”到达月球基地,再转乘飞船飞向深空。
然而,让太空发射事业蒸蒸日上,成功回收火箭大大降低发射成本,并制造出人类迄今为止最大的航天器的 SpaceX(太空探索技术公司)首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)对这种非常关注航天火箭的发射方法有些冷笑,认为性能的提高不值得额外的复杂性和限制,收益大于收益。
现在引用他在一次采访中发表的一段话来说明他的态度:
“......看起来......你在上面相当高,所以你最终会得到......0.7或0.8马赫绝对是好事,你有一定的速度和高度,你可以使用具有更高膨胀比的喷嘴,难道所有这些都不是对轨道有效载荷有意义的改进吗?答案是否定的,不幸的是事实并非如此。
这是一个相当小的改进。这可能会使轨道有效载荷提高 5%……而且你要处理这架巨大的飞机。这相当于火箭的第一级。从SpaceX的角度来看,是拥有一架巨大的飞机还是将第一级的尺寸增加5%更有意义?好吧马斯克的火箭,我会选择选项二。然后,一旦你超过了一定的尺寸,你就不能让飞机变得足够大。
当你放下...火箭时,你有一个小问题,它朝错误的方向前进。如果你看看已经做了什么,他们有一个三角翼用于转弯机动,但是你有这个增加了一堆质量的大翼,当你能够承受大部分 - 但不是完全 - 你的水平速度转换为垂直速度,还是差不多垂直速度,剩下的真的不是很好看。"
当然,不管我怎么想,或者马斯克怎么想,现在的空天火箭发射系统都有它的价值。未来会发生什么,还得由未来的人来决定,因为事物的发展往往不是以人的意志为基础的。对于转移,你说?欢迎讨论,感谢阅读。
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