军事新见闻|全球首次商业载人发射:“钢铁侠”又帮了人类一把

作者|池涵
军事新见闻|全球首次商业载人发射:“钢铁侠”又帮了人类一把
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飞龙在天图片来源:NASA
当地时间5月30日15时24分 , 美国太空探索技术公司(SpaceX)的载人“龙”飞船携两名航天员 , 由“猎鹰9号”火箭搭载 , 从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空 。
其黑白相间的配色让人联想起航天飞机 , 优雅修长的箭体从容地抖落前一日该公司“星际飞船”原型机爆炸的阴霾 , 一飞冲天 。
此次飞船的成功发射标志着自2011年7月亚特兰蒂斯号航天飞机最后一次飞行任务后 , 美国以一种崭新的运营模式 , 重返载人航天的舞台 。
2分42秒后 , 飞船成功与1级火箭分离 , 1级火箭随后在海上成功回收 。
点火约13分钟后 , 飞船与2级火箭成功分离 , 飞往国际空间站 , 将在独自飞行19个小时后到达 。
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图片来源:NASA
【军事新见闻|全球首次商业载人发射:“钢铁侠”又帮了人类一把】“龙”的靓色
作为第二代龙飞船 , 载人“龙”及同胞载货“龙”拥有很多亮眼的特色设计 。
它们可以独立在太空自持7天 , 或接驳国际空间站生存210天 , 达到俄罗斯“联盟号”飞船的标准 。
二代龙飞船装有8台SuperDraco发动机 , 其燃烧室由Inconel铬镍铁合金3D打印 , 使用单甲基肼/四氧化二氮为燃料 , 不仅可以在逃生时通过8台发动机同时点火产生约7万牛的推力 , 从而免去逃逸塔设计 , 还可以用于缓冲在陆地着陆 , 继而重复使用 。
然而 , 由于可靠性和安全性等原因 , SpaceX最终取消了飞船的喷气缓冲着陆方式 。 此次龙飞船依然采用降落伞减速在海上降落的方式 。
飞船内部拥有最多搭乘7人的10立方米室内空间 , 配合外部的37立方米不加压船尾货仓 , 载人“龙”一次可携带重达6吨的成员和物资升空 。
飞船大量采用触摸屏 , 减少物理开关 。 三块大面积蓝色触摸屏宁静典雅 , 允许航天员完成大部分操作 , 并可以直接通过向控制软件打补丁的方式升级 , 而不需改变机械开关和线路 。
“科技发展让NASA(美国宇航局)已经充分信任新技术并决心告别机械系统了 。 ”中国科学技术大学天文系教授蔡一夫说 , “触屏和投影设备非常高级 , 以及宇航员的服装明显大幅简约化了 。 从这些小细节都能看得出来 , 这次美国航天在发生巨大改变 。 ”
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图片来源:NASA
可重复使用是SpaceX老板埃隆.马斯克的执念 。
南京航空航天大学航天学院教授康国华告诉《中国科学报》 , 这次发射的猎鹰9号Block5火箭 , 理论上可实现近100次的回收 , 即便不经过大修保养 , 也能连续回收10次 , 而二手猎鹰9号的报价还能打折 。 可重复使用的运载火箭和龙飞船 , 大大降低了发射成本 。
成本之战
“航天飞机退役的原因就是太贵 。 ”康国华说 。 “航天飞机每次任务成本约为15亿美元 , SpaceX载人航天的单次价格仅为1.6亿美元,性价比非常高 。 ”
2011年航天飞机退役后 , NASA把注意力放在了深空探测上 , 而把商用轨道运输和商用补给服务(COTS/CRS)外包给私人公司 , 并以客户和投资人的身份提出任务需求、资助经费 , 并在技术上支持私营企业开展项目 。 私营公司再把“船票”卖给愿意支付费用的个人、机构或政府 , 获得利润 。
由于私人企业在成本控制、激励机制等方面存在优势 , 这个过程可以降低成本 , 促进新技术研发 , 实现“双赢” 。
西安航空学院飞行器学院飞行器设计与工程教研室教师梁毅辰认为 , 私人企业参与和市场化竞争是一个技术走向成熟的标志 , 过去的航天行动多是国家行为 , 现在逐步走向了国家政府需求 , 私人企业提供服务的模式 , 再往后可能又会变成社会需求 , 企业提供服务的模式 。 这样的模式有利于航天技术在民用方面的普及 , 会有更多的企业家考虑技术如何服务于老百姓 , 而且市场化竞争可以促进这些企业降低成本 , 降低定价 , 提升服务 。
“可以这么说 , 当初咱们老百姓能坐上飞机 , 最终靠的是私营企业和市场化竞争 , 我认为以后咱们老百姓能不能上太空 , 也需要靠这些 。 ”梁毅辰说 。
康国华认为 , 以往航天产业是国家主导 , 以任务成功为导向 , 不惜成本和代价;现在商业航天将以营利为目的 , 追求利益最大化 。 两者其实是互相促进的关系 。 通俗的讲 , 就是针对航天这个高风险产业 , 国家先啃下硬骨头 , 然后让企业来吃肉;而企业通过快速开发 , 迅速降低成本 , 反过来又促进整个航天产业的发展 。
“拿SpaceX来说 , 其面临的主要问题实际上美国在上世纪60年代就解决了 , 作为商人 , 马斯克这些年专心致志的研发其实都是围绕着省钱展开的 。 ”
梁毅辰说 , “由于他预计火箭以后有大批需求 , 因此火箭制造过程高度自动化 , 人力成本很低 , 所以生产的产品越多 , 研发成本和生产线投资平摊在每件产品就越少 。 再加上火箭和飞船的回收技术 , 这项技术如果成熟的话 , 又能够节省海量的成本 。 最理想的情况是一枚火箭用100次 , 这比起之前用完就扔的火箭 , 成本就节约了99% 。 ”


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