揭秘SpaceX終極版獵鷹9號火箭 為啥它這麼牛
BI中文站 5月11日報道
美國科技大亨伊隆·馬斯克（Elon Musk）創辦的火箭公司SpaceX，即將發射孟加拉國首顆地球同步通信衛星Bangabandhu-1。然而，航天愛好者們更多關注的卻是SpaceX的全新火箭，即SpaceX最強大、可重複使用次數最多、迄今為止最便宜的獵鷹9號火箭，它也被稱為Block 5。
Block 5的發射原定於美國當地時間周四晚上進行，但是在倒計時不到一分鐘時，飛行計算機故障導致發射延遲。SpaceX宣稱正在尋找問題根源，並可能在周五再次嘗試發射終極版獵鷹9號火箭。
獵鷹9號是SpaceX公司最常用的運載火箭。事實上，在過去的8年里，有超過50枚獵鷹9號火箭發射升空。它們為國際空間站運送了大量補給設備，並將數十顆商業衛星送入軌道，甚至發射了機密軍事載荷。
然而，在過去10年里，SpaceX的工程師們始終在不斷改進火箭，為其增加新功能，提高效率，增加動力。但馬斯克表示，Block 5將是獵鷹9號的「最終版本」，之後SpaceX將轉向研發更大的火星火箭。
SpaceX尚未公開發布新火箭的任何官方規格，其代表也沒有回應記者置評請求。然而，在過去一年左右的時間裡，馬斯克和SpaceX總裁兼首席運營官格溫·肖特威爾(Gwynne Shotwell)已經描述了許多改進。
下面是美國主流網路媒體BI對之前的大量報道進行匯總，列出了獵鷹9號系列火箭的進化歷程以及未來展望。
更強大的推力
對於任何火箭來說，評判其是否強大的一個關鍵指標就是發射力（或稱推力），特別是火箭的最大部分，也稱為第一級或助推器。
2010年6月份，SpaceX製造的首枚獵鷹9號火箭接近55米高，其助推器的9個引擎可以產生近5000千牛頓的推力，大致相當於2.75頭成年藍鯨躍起的力量。
大約10年後，獵鷹9號「全推力」版出現在SpaceX機庫中。這枚火箭有70米高，能夠產生超過7500千牛頓的助推推力。
然而，隨著引擎升級到Merlin 1D，Block 5的推力更加強大。馬斯克在2017年3月獵鷹9號發射後表示：「Block 5最重要的部分就是發動機的全推力，將比目前的火箭提升大約10%左右。」
更重的有效載荷
推力的增加可能有助於提高一個重要的指標，即有效載荷質量。最初的獵鷹9號火箭可以發送10433千克有效載荷進入低地軌道(距離地球約400公里)。而新版火箭的有效載荷質量可能會超過22680千克，幾乎增加1倍，不過助推器可能會毀掉。
但是，回收助推器是馬斯克大幅降低進入太空成本的關鍵，因為每個助推器約佔獵鷹9號火箭總成本的70%。Block 5更強大的推力(以及其他改進)將幫助助推器獲得更大的有效載荷質量，同時為回收助推器提供更多燃料，從而提高回收的成功率。
更多重複使用次數
到目前為止，SpaceX重複使用二手獵鷹9號助推器的次數還未超過2次。原因是16層樓高的助推器會以每小時數千公里的高速從太空邊緣沖入地球大氣層，這會導致其被加熱並部分磨損。助推器必須經過徹底檢查，部件也經常因為損壞需要翻新或更換。
為了使助推器更耐用，Block 5將使用熱保護塗層代替油漆。工程師們還增加了對火箭尾部的防護，以更好地保護更重的昂貴引擎。而助推器的鈦格翼是由鈦合金而非鋁合金製成的，在重新進入大氣層時不會融化，從而引導它像跳傘者的手臂和腿一樣著陸。
馬斯克在2017年3月份時曾表示，每個Block 5的助推器在不更換主要部件的情況下至少可飛行10次，不過隨後可能需要更多地翻新。他說:「適度的翻新不會對成本產生重大影響，它至少可以被反覆發射100次。」儘管他也聲稱新的助推器「幾乎可以無限使用，只要進行定期維護和仔細檢查」。
發射周期更短
在獵鷹9號助推器著陸後，它需要幾個月的時間才能再次重新返回發射台。但馬斯克表示，Block 5就是為「易於重複使用而設計的」，發射周期只需幾周的間隔。
為了實現這個目標，SpaceX的工程師們在容納引擎的關鍵結構上使用螺栓連接，這個關鍵結構被稱為環形排列(Octaweb)，沒有就地焊接方法，這有助於更快的檢查和翻新工作。而且，最重要的著陸腿將會收縮，所以它們不需要在運送回機庫時被移除。
發射成本更低
可重複使用的助推器能夠更頻繁的發射，這可以大幅減輕為另一次發射任務準備的整體工作，從而為SpaceX節省大量開支。
目前，SpaceX對每次獵鷹9號發射任務的收費約為6200萬美元，其中助推器佔了總成本的70%，這意味著每次重複使用可以節省數千萬美元。SpaceX還計劃回收600萬美元的火箭整流罩，利用降落傘將它們送回地球。
馬斯克甚至提出「派對氣球」的解決方案來回收第二級火箭，它的成本也高達數百萬美元。這些方法都能幫助SpaceX大幅降低成本，增加收入。這些節省的成本也可返還給那些願意使用二手助推器的客戶，儘管SpaceX還沒有公布它可能提供多少折扣的細節。
NASA/美國國防部將更熱衷於與SpaceX合作
不過，Block 5的大多數改進都是為了滿足美國宇航局（NASA）的要求，SpaceX希望能將其宇航員送入軌道。SpaceX總裁兼首席運營官肖特威爾曾說過:「這款火箭大概接受了100多項改進。」
其中有些改進包括提高泵機的抗裂能力，以及重新設計的氦氣箱，後者曾導致2016年9月份的發射試驗發生爆炸。其他改進旨在使火箭變得更強大，以更好地執行國家安全發射任務。
美國宇航局要求獵鷹9號Block 5火箭首先實現7次成功發射，之後才允許其宇航員搭載SpaceX的火箭和龍飛船前往國際空間站，這是SpaceX在年底前就想嘗試的事情。
如果天氣情況良好，Bangabandhu-1和首枚獵鷹9號Block 5火箭將於美國當地時間5月11日下午4點14分在佛羅里達州卡納維拉爾角起飛。 （編譯/金鹿）
轉載自:BI中文站
