10亿美元的火箭当烟花放?别急着取笑,马斯克背后的野心不可小觑

2023年4月20日,美国太空技术探索公司(SpaceX)发射的号称“史上最强火箭”的“星舰”重型运载火箭在万众瞩目下发射,结果几分钟后就在空中爆炸,成了一个大大的“烟花”。

SpaceX的这一次发射在不仅同步直播,并且在世界范围内引发了极大的关注。奇怪的是,眼看着计划失败了,却几乎没人落井下石,很多航天领域的专业机构反而都“给予好评”。

我们《中国航天报》更是评价“星舰”的首飞失败是“航天创新从来不易”。

这投入了几十亿美元产生的计划,在天空炸成了烟花,可以说失败得一塌糊涂,为什么还有这么多人给予掌声呢?

闻所未闻的火箭

在“星舰”发射之前,整个公司从上到下,包括spaceX的老板马斯克,对于这个火箭的发射成功都是不抱什么希望的,用国内的话来说——以这个火箭的构造,只要不炸在发射台上,就算成功。

这就有人好奇了,这发射火箭动不动就上亿元的投入,炸的看起来是火箭,实际上都是白花花的银子啊,甚至SpaceX的员工看到爆炸的时候都是毫无反应,难道一点都不心疼吗?

为了回答这个问题,我们先来看一看——“星舰”火箭,到底是什么?

这个号称“史上最强火箭”的“星舰”高度达到了惊人的120m,起飞质量5000吨,推力大概7600吨以上,是世界上推力、载重最大的火箭

同时也是马斯克“梦想”的重要工具,设计时的目标可以运载人类和货物到月球、火星其他深空目的地。

星舰最大的亮点,并不是在“大火箭”上面,而是——造价便宜、同时可回收。为了廉价,这个“星舰”使用了一些人类闻所未闻,想都不敢想的设计。

举个例子,现有的火箭材料为了保证火箭能够抵御住在高速穿越大气层时产生的高温,使用的都是钛合金、铍合金等材料的同时,加入了有机合成树脂,造价相对较高。

马斯克在美国国家科学联席会议上的时候,提到过原来试图使用的几种材料——碳纤维、铝锂合金(spaceX的猎鹰九号外壳使用),但是这两个材料有一个问题——贵!

这个火箭是商业火箭,发射的成本必然是要控制的。

铝锂合金算下来每公斤40美元(折合人民币250块左右)呢,使用下来整个火箭造价太高了。

马斯克纠结万分之后,选择了一种其他国家想都不敢想的材料:不锈钢

马斯克选择使用的是301系的不锈钢和自己研制的30X系不锈钢。301系不锈钢突出一个便宜,几美元就一公斤,日常生活中普遍使用于浴缸、热水器等地方。

也就是说,马斯克用热水器、浴缸常用的材料,造人类历史上最大的火箭。

与此同时,火箭的发动机是spaceX自主研制的全球首个分级燃烧循环发动机——猛禽,这个发动机可以提供240吨以上的推力,而每台生产成本仅仅为25万美元,星舰通过33台发动机联动来提供推力。

加上火箭一级、二级能够回收的预想,成功后每次的发射成本仅仅为——200万美元,按照进入太空有效荷载2000吨计算,相当于运输1公斤的物品进太空成本为10美元左右。

在人类的历史上,与星舰动力类似的波音SLS火箭每次发射的费用为40亿美元,两者之间整整相差了2000倍。

这样廉价的“不锈钢大火箭”,在很多人的预想当中基本就是会炸在发射台上的,结果这个火箭居然飞起来了,并且通过了运载火箭的最大动压点,也印证了火箭设计的合理性。

这也是很多国家及专业人士给予“高度评价”和掌声的重要部分,这个火箭的这次飞行,代表了一个很重要的航天历史里程碑——

真正意义上商业廉价航天的起步。

商业廉价航天

一项技术从高价推出,再到普及到民间,要经历很多事情。

上个世纪,中国香港和内地风靡了一种通信工具叫“大哥大”,当这种昂贵的移动通信工具出现的时候,因为价格问题很多人都用不起。

而作为通信行业真正产生革命技术变革的,是20世纪初的廉价又好用的“小灵通”。

通常来说,一个产业链在发展的历史中都会出现革命性的变革,通常的办法有两种:

一、向上突破技术瓶颈,如蒸汽机的出现带动工业革命;

二、降低技术成本,如百年前汽车的自动化生产线让汽车的生产成本大幅度降低,让汽车大范围使用。

如同智能手机逐渐降低技术成本,大规模普及之后从生产到应用,支撑起了无数的新兴产业,马斯克现在也是打算走“大哥大”变成“小灵通”的路线,实现商业火箭廉价化。

航天产业现在能够稳定地发射上去,但是受限于单次发射成本太高,多数公司是用不起的,无法形成商业圈

马斯克的想法就是通过现有的技术手段,大幅度降低技术成本,让商业航天变得“廉价”起来,丰富整个“航天产业”。与此同时,也能够进行“太空商业开发”,开发出大量的新兴产业。

“太空商业开发”这样十分具有科幻感的词语,在很多国家都是作为未来计划列入的,如建立月球基地、建立太空基地等等,可现在受限于运载火箭的投送成本,大家都只能“想想”。

然而,当廉价航天征得实现的时候,就不是“想想”了,这意味着——人类拥有了一定程度廉价向太空大量运输资源和开采太空资源的能力。

为了达到这个目标,很多国家都在设想可回收的“廉价”运输方式,可惜到现在,大家都没定论。

马斯克的星舰对于各国来说都是在探路,也可以为这条人类廉价进入太空提供思路。这条路地球上至今为止没人走过,到底能不能成,得有人走了看才知道。

在人类的历史上,开创一项新产业的时候几乎都有技术“炸过”,任何技术都是靠不断的失败来迭代推进的。这次的星舰虽然“炸了”,可是其成功部分提供的技术思路对于整个人类来说都是极其有用的,当然也会有人送上掌声。

结语

在一部科幻作品中,人类已经实现了宇宙航行,当问到人类为什么选择宇宙航行时,剧中说了一句话——

“不愿意被重力束缚住灵魂”

在人类的历史上,通往未知的地方都是十分重要的尝试,如持续了千年的航海。对于探索地球之外的太空产生的向往也如同大海一般,常被称为——星辰大海。

猛禽重型助推器推动着星舰一路起飞,看着在空中飞行的轨迹,也预示着人类作为共同生存在地球上的群体,前往未来的下一步。

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页面更新:2024-05-21

标签:火箭   推力   野心   航天   廉价   太空   烟花   人类   成本   美元   材料   商业   技术

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