分析:为什么太空叉要开发星舰?其最终目的是什么?(上)
最近星舰第五次试飞取得火箭发射和第一级回收成功,标志着星舰进入实用部署阶段,很快星舰将投入商业化运行。
![](https://www.popo8.com/host/data/202410/14/16/p1728960874_406type_jpeg_size_800_53_end.jpg) 星舰是自从NASA为登月阿波罗计划制造的土星5火箭后,人类历史上制造的最大火箭,近地轨道能力为150吨。而登月将45吨重的登月舱就需要145吨的近地轨道能力的火箭。因此星舰是为登月量身打造的。至于星舰去火星,每2年有一次火星窗口期,路上9个月的宇航旅程(霍曼转移轨道)需要的消耗以及返回所需的地球窗口期等待的消耗,都不是区区150吨载荷可以完成的。 下面我们仔细分析历史经验: 登月:存在窗口期。这主要是由地球和月球的运动关系决定的。 登月窗口期通常每个月出现一次,大约持续几天时间。这个窗口期的选择需要考虑几个关键因素: 月球相位:理想情况下,登陆时应该是月球的上弦或下弦期,这样可以保证登陆区有适当的照明条件。 地月距离:选择地月距离相对较近的时期可以减少飞行时间和燃料消耗。 发射场位置:考虑发射场在地球上的位置,以优化飞行轨道。 返回轨道:需要考虑从月球返回地球的最佳时机。 能源考虑:如果使用太阳能,还需要考虑太阳光照条件。 阿波罗计划过程:阿波罗计划是一个复杂的任务系列,其中包括多次登月任务。让我们回顾一下阿波罗计划中成功登月的任务及其发射日期: 1. 阿波罗11号:1969年7月16日发射 2. 阿波罗12号:1969年11月14日发射 3. 阿波罗14号:1971年1月31日发射 4. 阿波罗15号:1971年7月26日发射 5. 阿波罗16号:1972年4月16日发射 6. 阿波罗17号:1972年12月7日发射 注意:阿波罗13号虽然在1970年4月11日发射,但由于途中发生事故,未能完成登月任务。 让我们计算这些任务之间的间隔: 1. 阿波罗11号到12号:约4个月 2. 阿波罗12号到14号:约14个月(考虑到阿波罗13号的失败尝试) 3. 阿波罗14号到15号:约6个月 4. 阿波罗15号到16号:约9个月 5. 阿波罗16号到17号:约8个月 从这些数据我们可以观察到: 1. 间隔时间变化:任务之间的间隔时间并不固定,从最短的4个月到最长的14个月不等。 2. 平均间隔:如果我们计算平均值(不包括阿波罗13号的影响),大约每8-9个月进行一次登月任务。 3. 任务密度变化:在计划初期(阿波罗11号和12号之间)和后期(阿波罗15号、16号和17号之间),任务间隔相对较短,而中期(特别是考虑到阿波罗13号的失败)间隔较长。 4. 技术进步:随着经验的积累和技术的进步,NASA能够更频繁地进行登月任务。 5. 资源和政治因素:任务间隔也受到资金、政治支持、科学目标等因素的影响。 6. 总体时间跨度:从第一次登月(阿波罗11号)到最后一次登月(阿波罗17号)大约经过了3年5个月。 整个阿波罗计划占用美国政府的财政开支的4-5%。所以登月不会是一个常态化工程。 6park.com我们可以看到,登月不是一个非常频繁的发射过程,对星舰快速重复发射的需求不大。
登陆火星:登陆火星的窗口期与登月相比更加复杂和受限。主要原因是地球和火星轨道的差异以及它们之间的巨大距离。以下是关于火星窗口期的一些关键信息: 频率:火星窗口期大约每26个月出现一次。这是因为地球和火星需要这么长时间才能达到相对有利的位置。 持续时间:每个窗口期通常持续几周。 能量效率:窗口期是基于霍曼转移轨道原理,这是一种能量效率最高的行星间转移方式。 飞行时间:即使在最佳窗口期,从地球到火星的飞行时间也需要约6-8个月。 返回考虑:由于往返飞行时间长,许多火星任务计划需要等待下一个窗口期才能返回地球,这意味着宇航员可能需要在火星停留超过一年。 轨道同步:由于地球和火星轨道不在同一平面,每次窗口期的具体日期和持续时间都略有不同。 发射准备:由于窗口期相隔时间长,错过一个窗口期可能意味着任务需要推迟两年多。 技术挑战:长期太空飞行带来的辐射防护、生命支持系统等问题使得火星任务比登月更具挑战性。 这种严格的时间限制是火星探索面临的主要挑战之一,它要求航天机构进行长期的精确规划和准备。 我认为登火星的财政需要极其庞大,一个太空叉私人公司的能否担负得起费用,值得商榷。 6park.com我们可以确定,登火星更不是一个频繁的发射过程,对星舰快速重复发射的需求微乎其微。
从老马和太空叉对星舰的进度急迫和渴望上分析,星舰绝不是为了NASA重返月球和登火星而准备的。 由于太空叉的猎鹰9几乎可以垄断全球发射的基本要求,猎鹰重型问世后,基本上没有什么重型卫星任务,刚刚为NASA发射的木卫二快船卫星质量6吨,为了达到木星轨道要求,芯级和助推级反而都不回收了。 那么星舰的意义究竟是什么呢?我们在下集讨论。
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