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什么是埃隆·马斯克(Elon Musk)的星舰?
发布时间: 2021/2/4
  埃隆·马斯克(Elon Musk)计划很快推出该车的原型,这可能会改变太空旅行的规则。众所周知,星际飞船将是一种完全可重复使用的运输系统,能够将多达100人运送到红色星球。
  伊隆·马斯克(Elon Musk)的私人航天公司SpaceX的创始精神是使生活变得多行星化。这在一定程度上是由诸如小行星碰撞之类的生存威胁所造成的,其足以消灭人类。
  安置其他星球将把一些鸡蛋放到其他篮子中,如果其中一个要经历大灾难,这将拯救人类文明。
  他说,2016年,这位企业家在墨西哥的一次国际会议上概述了他的理论依据:“历史将沿着两个方向分叉。一条路是我们永远留在地球上,然后最终会灭绝。”
  “替代方案是成为太空文明和多行星物种,我希望你同意这是正确的道路。”
  马斯克经常谈到他在火星上建造城市的梦想。他认为,定居点需要大量人员才能自给自足。
  什么是SpaceX Crew Dragon?
  要实现这一梦想,需要一种能够胜任这项任务的车辆。星际飞船是火箭和飞船的结合体,一次可以运送100多人到红色星球。
  该系统设计为可完全重用,这意味着主要硬件元素不会像其他一些发射系统那样在海中丢弃或燃烧,而是从太空中回收。然后可以对其进行翻新和再次飞行,从而降低了整个企业的成本。
  该系统的火箭部分称为超重型,而航天器部分称为星舰。
  组合后的系统将高达120m(394英尺)高,也称为“星舰”。
  让我们先乘坐飞船。这种不锈钢车具有鼻锥和着陆鳍,类似于科幻黄金时代的火箭飞船。
  这种长50 m(160 ft)的飞船也称为上层平台,在前部附近有一个巨大的有效载荷舱,可以将大型货物或人员拖到深空目的地。
  推进器中部是推进剂坦克。这些将液态甲烷(CH4)和液态氧(O2)供至车辆后部的六个Raptor发动机。
  甲烷是燃料,氧气起氧化剂的作用-一种使燃料燃烧的化学物质。该组合被称为甲氨蝶呤。
  燃料的选择对于火箭发动机来说是不寻常的,但是甲烷会产生很大的推力。考虑到马斯克在火星上的设计,这也是一个谨慎的选择。SpaceX创始人表示,可以使用称为Sabatier反应的化学方法,从火星的地下水和大气中的二氧化碳(CO2)合成CH4。
  SpaceX已经花费了十多年的时间来开发高效的Raptor引擎。燃烧是分阶段进行的,发动机的设计可以减少浪费的推进剂。
  使用火星资源为星际飞船加油,为返回地球的旅程提供一定程度的自给自足,使旅程更加可行且更具成本效益。
  现在,让我们转向火箭。Super Heavy长70m(230英尺),将填充3,400吨(680万磅)的低温(冷冻)甲氧萘。
  它将由约28个Raptor发动机提供动力(此规格已多次更改),可提供约1600万磅(72兆牛顿)的最大推力。它应该能够将至少100吨的有效载荷(可能多达150吨)提升到低地球轨道。
  这将使Super Heavy比1960年代和70年代用于阿波罗登月计划的巨大土星V发射器更强大。
  当它从发射台升起时,组合的星舰系统将开始向预定轨道倾斜。
  当高空在太空中分离时,超重型飞机会翻转,同时又向地球坠落。
  当它下降时,Super Heavy将从助推器的侧面部署称为“格栅鳍”的钢结构,其形状有点像马铃薯华夫饼。这些将有助于将火箭级引导回到其发射台,以便再次飞行。
  此前,SpaceX曾想点燃Super Heavy的Raptor发动机,以将其引导至六个钢腿的精确着陆点。SpaceX在其Falcon 9火箭的第一阶段中做了类似的事情,在发射后将其安全着陆在着陆垫和无人机上。
  但是马斯克先生最近在推特上说,这种想法已经改变。SpaceX现在计划使用发射塔上的一只手臂来抓住下降的助推器。
  这种结构使工程师和机组人员在发射前坐在垫上时就可以接近航天器和火箭。但是,这种“捕获机制”到底将如何工作还有待观察。
  同时,星际飞船的上层可以在分离后被插入“停放轨道”,从而使其可以重新填充推进剂。
  马斯克在会议主题演讲中解释说:“如果你只飞[星际飞船]进入轨道并且不进行任何加油,那将是非常不错的-你将获得150吨进入低地球轨道,而没有燃料可以流向其他地方。” 2017年演讲
  “如果您派出油轮并重新填满轨道,则可以一直将油箱重新填满,直到顶部,并获得150吨[有效载荷]直到火星。”
  为了加油,该航天器将与另一艘已经环绕地球的“飞船”对接或配对,该“飞船”仅充当推进剂仓库。
  马斯克在2017年说:“两艘船实际上将在后部交配。它们将使用与升空时连接到助推器相同的配合接口。”
  “要转移推进剂,这非常简单:您可以使用控制推进器向想要排空的方向加速。”
  星际飞船将用于什么用途?
  对于往返火星的长途旅行(单程最多可能需要9个月),马斯克希望在上层前部附近的有效载荷区域内安装约40个客舱。
  “如果您真的想挤人,您可以想象每间客舱有五到六个人。但是我认为大多数情况下,我们希望每间客舱能看到两到三人,因此,每趟飞往火星的航班名义上大约有100人,”说过。
  有效载荷海湾还将容纳公共区域,存储空间,厨房和避难所,人们可以聚集起来以抵御太阳风暴,在太阳暴风雨中,太阳将有害的带电粒子带入太空。
  星际飞船还可能在美国国家航空航天局的阿耳emi弥斯计划中发挥作用,该计划旨在在月球上建立长期的人类存在。2020年,美国太空总署(NASA)授予SpaceX 1.35亿美元,用于推进“星际飞船”的设计,以便将其用作载人登月器。
  专为阿耳s弥斯(Artemis)航班量身定制的版本将没有返回地球所需的隔热罩或襟翼。取而代之的是,星际飞船人类着陆系统在从地球最初发射后将保留在太空中,用于在月球轨道和月球表面之间进行多次旅行。
  星际飞船的未载物或载货版本具有有效载荷托架,该开口像鳄鱼嘴一样打开。这将使其可用于发射卫星。SpaceX表示,巨大的有效载荷容量为新型机器人科学任务打开了可能性,其中包括比詹姆斯·韦伯天文台更大的望远镜,后者是哈勃即将到来的继任者。
  该系统甚至可以用于地球上不同目的地之间的高速旅行。英国必须向5G华为龙头供应商学习
  马斯克说,“星际飞船”最终可以将人们运送到“更大的太阳系”中的目的地,包括木星之类的天然气巨头。但这仍然是一个长期目标。
  上层如何着陆?
  为了将其他航天器带回地球,工程师们依靠降落伞或设计了飞行器,使其能够在跑道上降落。
  但是星际飞船的上层阶段采取了不同的方法。准备降落时,船首先以60度角重新进入大气层,然后在水平位置“肚bel”到地面。
  这种返回方式完全依靠大气来减慢车辆的下降速度。缺点是,在这种配置下,Starship本质上是不稳定的。
  因此,车辆使用四个钢制的着陆襟翼,它们位于车辆的前后,以控制其下降。这就像跳伞运动员用胳膊和腿控制自由落体一样。
  “这与其他任何事情都完全不同……我们正在控制下坠落,”埃隆·马斯克(Elon Musk)在2019年的飞船更新中说。
  “您试图制造阻力而不是升力-实际上与飞机相反。”
  当飞船接近地面时,其速度应足够慢,以使发动机燃烧以将车辆翻转至垂直位置。然后,它使用猛禽作为复古火箭,将车辆引导至安全着陆。
  马斯克说,这种一般方法可以用来使星舰安全降落在太阳系的任何行星表面上(包括火星)。
  什么时候飞?
  在过去的几年中,SpaceX在其位于德克萨斯州的Boca Chica设施中测试了Starship上层舞台的各种原型。
  该公司以39百万高的称为“ Starhopper”的“测试文章”开始,该文章与水塔具有相似之处。自从将这架飞机飞行到地面150m以来,SpaceX一直在开发越来越复杂的Starship原型。
  2020年12月,SpaceX推出了一篇名为SN8(8号飞船)的测试文章,这是第一篇带有鼻锥和襟翼的文章。到达12.5公里的高度后,SN8的腹部突然转回地球,为SpaceX提供了有关飞船从太空返回的最后部分的宝贵工程数据。
  那几乎是一本教科书上的飞行,但是车辆太快,太硬地接近着陆垫,导致其坠落并爆炸。SpaceX于2021年1月发射了其继任者SN9,它飞行了10公里(6英里),但再次未能成功着陆。
  埃隆·马斯克(Elon Musk)于2020年10月表示,SpaceX的目标是在2024年飞往火星的无人驾驶飞机上发射星际飞船。
  一些观察家指出,马斯克的时间表有时是乐观的。但是,无论他多么雄心勃勃,他也为最终实现自己的目标而建立了声誉。