美國空軍火箭貨運概念圖(從中可以看出與SpaceX星艦外形相似)
二、
星艦運輸系統最早由SpaceX在2016年9月正式提出,經過多次方案迭代優化,目前方案採用兩級構型,由一級超重和二級星艦組成,全長約120米,箭體直徑約9米,起飛總重約5000噸,運載能力可達到100噸。一級超重安裝31台猛禽液氧/甲烷發動機,採用與獵鷹-9火箭相似的垂直回收方式;二級星艦安裝6台猛禽液氧/甲烷發動機,其中包括3台海平面版和3台真空版發動機,可在離軌後利用升力式氣動減速和發動機制動實現垂直軟著陸。因此,星艦運輸系統具有完全重複使用的能力。
SpaceX從2018年開始直至今日,先後研製14型試樣樣機並持續開展試飛工作,秉持著快速迭代、不斷試錯的原則,星艦的研製歷程可謂“屢戰屢敗、屢敗屢戰”,從最早的原型機MK1,到後來的SN-1~SN-4,再到SN-5和SN-6實現150米彈射測試成功,再到SN-8~SN-12持續遭遇落地時爆炸的難題,終於在今年5月,SN-15順利完成亞軌道試飛,並安全返回地面,標誌著星艦研製取得里程碑式進展,為星艦實現入軌飛行奠定了重要基礎。正是憑藉著星艦的快速進展,在今年早些時候,SpaceX計劃擊敗強勁競爭對手,使得星艦成為NASA載人登月計劃載人登陸器的唯一中標項目,中標金額為29.8億美元,這標誌著星艦計劃正式獲得美國官方重大立項支持。
三、
(一)發展歷程
其實這不是美軍第一次提出“火箭貨運”的概念,早在美蘇太空爭霸期間,美國的麥道飛機公司曾提出過Ithacus單級入軌火箭構想,高約60米,載重約130噸貨物或1200名士兵,可在1小時內將士兵、裝備和物資運抵全球任意地點,從而降低對海外基地的依賴。Ithacus的小型化版本可裝載33.5噸貨物或260名士兵,以兩架一組的的形式部署到企業號核動力航母上,一架用於運輸人員,一架用於運輸貨物。但是受限於當時的技術能力與單次使用無法承受的高昂成本,過於超前的想法僅停留了在概念構想階段。
Ithacus火箭貨運概念圖
隨著SpaceX的SN-15星艦成功實現垂直軟著陸,標誌著航天運輸系統重複使用技術取得重大突破,“火箭貨運”的概念終於有望在不久的將來變成現實。
(二)優勢特點
相比於傳統航空運輸,星艦用於火箭貨運具有四個顯著的獨特優勢:一是運輸速度快,憑藉著軌道或亞軌道飛行,星艦隻需要不到1小時即可到達全球任意地點,相比之下,C-17跨越太平洋需要13個小時,星艦的運輸速度有本質上的提升,可滿足特殊情況下的應急所需;二是載荷能力強,星艦設計運載能力達到100噸,可一次運送兩輛M1坦克,具備快速戰略運輸的能力,超過C-17的77噸,達到與C-5相當的運載能力;三是對降落要求不高,星艦採用垂直降落回收,相比C-5和C-17,省去了跑道,美國空軍也要求具備在非常規地面降落的能力;四是使用靈活方便,由於80km~100km以上屬於各國公共的太空空間,針對響應速度要求高的任務,規避非法侵入他國領空的麻煩。
欢迎光临 我爱AQ (https://5iaq.com/) | Powered by Discuz! X3.4 |