网红马斯克又干了件大事情,他一按电门,把猎鹰火箭给炸了,结果许多人起劲地拍掌叫好,夸他是个天才。
没错,如果有一个全球营销天才的评选,马斯克要说自己是世界第二,又有谁敢说自己第一?
但你还记得马斯克为什么要把好端端的火箭给炸了吗?怕是有许多人答不上来,只记得这个美国人牛13了。
言归正传,咱们来说说,马斯克为什么要炸火箭。
此次试验的目的验证太空探索公司未来的载人“龙”飞船在发射过程中出现意外的情况下紧急脱离的能力。
也就是说,万一在发射的过程中出了问题,火箭炸了,运载着几名宇航员的飞船能不能及时地逃出生天?
现在的许多年轻人或许对航天发射失败造成宇航员死亡的事情没什么感受。1986年1月,作为科技迷的我正读高三,美国挑战者号航天飞机凌空爆炸让我印象深刻,爆炸残骸和助推器在空中飞舞的画面至今还浮现在眼前。
爆炸发生在发射后的第73秒,由于一个密封圈失效,泄漏的燃料迅速引燃火箭,巨大的火球照亮天空,七名宇航员无一生还。
由于设计的原因,航天飞机上的宇航员想要在发射的过程中及时逃生是件不可能完成的任务。相比之下,由运载火箭发射飞船,其安全性要高出许多,因为有逃逸塔。
作为一家商业发射企业,太空探索公司SpaceX省略了高大的逃逸塔,马斯克将逃逸用的发动机安装在了“龙”飞船的返回舱侧面,通过启动8台液体发动机来逃离爆炸的火箭。这样一方面可以省钱,还可以在飞船返回时起到悬停和缓冲的作用,看起来这是个相当“天才”的设计。
发射中止实验,是飞船投入实用前必须要做的一项安全验证工作,只有NASA判断没问题了,他们才敢花钱购买马斯克的载人飞船。
逃逸塔不是新生事物航天发射充满风险,几十年来,有许多颗卫星因为火箭爆炸而付之一炬,还有更多的航天器因为运载火箭这样那样的故障无法入轨而报废。正因为如此,运送宇航员的飞船发射需要加多一道保险,于是科学家们发明了发射逃生系统,又称发射中止系统,其主要部分是逃逸塔。
逃逸塔通常是一枚固体火箭,安装在运载火箭的最顶端,它的下方连接着飞船的乘员舱,宇航员在升空的过程中都呆在这个舱里。万一在发射的过程中运载火箭出现故障,比如说出现挑战者号那样因燃料泄漏而发生爆炸,逃逸塔上的主发动机会瞬间点火,拽着乘员舱迅速脱离主火箭,紧接着逃逸塔顶端的姿态调整发动机点火以改变飞行轨道。在脱离险境之后,逃逸塔脱落,乘员舱释放降落伞安全返回地面。
在美国阿波罗登月计划中,所有土星5号运载火箭都安装了逃逸塔,前苏联以及后来俄罗斯的载人飞船也装备了逃逸系统。1983年9月,苏联发射联盟-T10A时,火箭在发射台上爆炸,逃逸塔拽着乘员舱以14~17g的加速度飞到2000米高度,最后在4公里远的地方降落,挽救了两名宇航员的生命;2018年,还是联盟飞船发射,由于在50千米高度助推火箭分离失败,逃生系统再次发挥作用,成功救出三名宇航员。
如果发射过程一切顺利,逃逸塔会在一定的高度与飞船脱离连接,抛弃发动机启动,这时候我们会听到“抛逃逸塔”的指令。
马斯克的盘算由于得到的经费越来越少,太空发射也越来越贵,原本不差钱的NASA希望将航天发射分包给一些商业发射企业,由此催生出一批新兴公司,其中就包括太空探索公司SpaceX。SpaceX从NASA那里获得了技术支持、人员支持、资金支持,他们希望以最低的成本来制造火箭与飞船,然后与波音洛马等老牌企业竞争太空发射订单。
为了节省成本,马斯克用一堆相对便宜但推力较小的梅林发动机攒出了猎鹰火箭,主打“可回收”概念,安全性另说,但发射费用真是降了不少。
与此同时,马斯克觉得载人火箭顶端的逃逸塔既笨重又多余,他抛弃了逃逸塔,转而将8台液体火箭发动机装在“龙”飞船的四周,这样飞船便自带了逃生功能。这8台发动机不仅用来逃生,还可以在降落的过程中起到减速的作用,如此一来“龙”飞船未来在返回地球时便可以自己回到规定的地点,省去了搜救等许多麻烦事儿。可谓一举多得。
内行看门道马斯克的PPT不断翻新,投资者心潮澎湃,钱也源源不断地涌来,这使得SpaceX能够制造出更多新奇的玩意儿。
正所谓外行瞧热闹内行看门道,不管怎么说,竞争对手在后面虎视眈眈,NASA也还是要面子的。
就拿这次炸火箭来说,马斯克早早就放出风声说要在过年前放一个大烟花,各路媒体也摩拳擦掌准备好了稿子。这不,火箭炸了,全世界的粉丝们再一次将老马捧上神坛,效果不错。
但有眼尖的专家站出来指出了SpaceX玩的小花招:在“龙”飞船脱离后,猎鹰火箭关闭了主发动机并降低速度,这使得飞船有充分的时间逃离火箭。飞船飞到安全的距离之后,火箭受控发生爆炸。事后,NASA局长布里登斯廷说“龙”飞船逃离时的加速度只有3.5个g, “这令人印象深刻。”他说,“本以为(逃逸过程)会很粗暴,但数据并非如此”,“这给了宇航员信心,如果我们不得不启动逃逸程序,乘坐体验不会那么糟糕。”
那么问题来了,逃逸的过程到底是粗暴一点好呢?还是乘坐体验更重要?
舒服重要还是命重要?我们在前面说了,逃生系统世界上第一次使用,就是前苏联的运载火箭爆在发射台上的时候。其实SpaceX的猎鹰火箭也在发射台上炸过,如果有机会关闭发动机,便不需要再多此一举去启动逃生系统了。
世界各国逃逸塔的火箭之所以不约而用采用固体火箭,其中一个重要原因就是它简单粗暴,可以用最快的速度把人和飞船拖离险境。在这个过程中,宇航员需要承受10g以上的过载,生命宝贵,过载大一点在此刻并不重要。
相比之下,液体火箭的优点是可以多次点火重复使用,缺点就是它反应没那么快推力也没固体火箭大。
说到底,这就是一个要命还是要舒服的问题,千钧一发之际,我想你不难给出答案。同样的,洛马公司对这个问题也决不会假装看不见,毕竟他们的猎户座载人飞船和正在试验的太空发射系统是SpaceX的劲敌,太空发射系统很传统,但更有效。
马斯克希望通过将火箭炸掉,在天上放一个大烟花来转移视线,这小把戏骗骗公众问题不大,毕竟大家伙儿更喜欢瞧个热闹。
但要想忽悠住竞争对手和NASA的专家们,怕是想都不要想。