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懟一懟,那個軍事媒體不應該犯的航天知識錯誤

作者說

視頻在此

首先是挑戰者號升空73秒的「爆炸」問題,事實上,挑戰者號根本沒有爆炸其解體的原因是推力不均勻後氣動壓力造成的。這點美國眾議院的調查報告上寫的清清楚楚,世界地理雜誌甚至把這個排到了挑戰者號事故5大誤區之首。

之所以很多人會誤認為爆炸,是因為大量沒有用的液氫和液氧在燃料箱被撕裂後發生化學反應產生了火球。事實上在火球產生後太空梭軌道器又接著往上飛了一會直到機身無法承受巨大的空氣阻力而解體,在下圖這張經典的照片中可以很明顯看到。

在太空載具返回的隔熱上,軍武次位面可謂錯的不能再錯,尤其是在太空梭軌道器的返回上。首先空氣是不會燃燒的,燃燒的是氧氣,在大氣層邊緣氧氣已經很稀薄,根本燒不起來。返回載具看到的像火一樣的紅色光芒其實是等離子體,及由於注入能量過大而被電離了的空氣。雖說本質上火也是等離子體,但這和空氣燃燒的區別可大了去了,等離子體的高溫高壓是遠超火焰的。

太空梭軌道器的隔熱設計其實比飛船式返回的溫度要低。太空梭雖然大但並不是所有的地方都用的同一種隔熱材料,只有機鼻,機翼前端和機尾才需要最好的隔熱材料,通過美國海軍飛機拍攝的軌道器再入紅外照片便可一目了然。且由於軌道器降落的時候是走的Z字型,一次只有一邊機翼受熱,不管是在方便熱量分散還是在乘坐舒適度上都要遠超飛船式的返回艙。

更為無語的是機翼上有一片隔熱瓦被撞壞是什麼鬼?

軌道器機翼前端用的不是隔熱瓦,而是用強化碳-碳複合材料建造的導熱係數反而偏高的機翼面板。這些面板最薄處僅6.4毫米最厚處也僅12.7毫米,因此很容易在外力作用下發射破裂,結果便是燃料箱泡沫在機翼前端的一個面板上砸出了一個洞。哥倫比亞號解體的原因也不是隔熱系統因為這個洞而崩潰,而是因為這個洞造成了左右阻力不均,為了飛Z字型的軌道飛控電腦過度矯正導致被應力解體。關於太空梭具體隔熱設計可以看往期文章:下一站,火星(下)

美國要實惠不要面子更是大錯特錯。俄羅斯給外國人乘坐聯盟的開價一點也不實惠,且還因為壟斷每年都在不斷漲價。更不用說引用某位曾經飛過聯盟和太空梭的宇航員的話,坐聯盟是和2個人擠著坐過山車,坐太空梭是和6個人分享超大型房車旅行。

俄羅斯對NASA的要價已經到了喪心病狂的程度,以至於2018年每個座位要價漲到了8100萬美金,而太空梭平均每次發射4.5億美金,這還是發射7個人外加各種貨物的價格,我是看不出來哪裡實惠。

採用了聯盟飛船為美國發射航天員的報價漲勢圖

美國自研的新一批商業飛船和老聯盟的報價對比

我是覺得軍武次位面是不是對發射報價的理解有什麼錯誤?整片對各個發射公司報價的描述都有很大的問題。你說ULA發射的火箭費用,配圖卻是另外一個公司諾格的安塔瑞斯火箭也就算了,這費用也和實際差別太大了吧?

ULA的發射費用雖然貴,但還沒貴到那份上,且根據載荷不同軌道不同所用火箭也不同,其發射費用有非常大的起伏。舉例而言由最小的宇宙神5號401構型發射的TDRS-M通訊衛星,總共花費了NASA大約1億3千2百萬美金,大約為視頻中所說的三分之一。更不用提這個費用包括載荷整合,數據傳輸引導服務等多餘費用,哪怕ULA不要任何利潤也遠超ULA發射一枚火箭的費用。

哪怕換成ULA最貴的載具重型德爾塔4號,按照ULA的CEO在推特上所言,發射價格也是3.5億美金,和4億美金也差了5千萬之多。ULA之所以發射價格貴除去自身因素外,還一個因素是自身火箭性能好經常接深空探測任務,比如上個月發射的帕克太陽探測器,現階段就只有重型德爾塔4號可以發射。具體原因詳見往期文章:SpaceX(還)不能射的東西。深空探測任務本身價格就高,自然會顯得ULA的發射更貴,這也是ULA現在已經很少參與商業發射競爭的原因之一。

同樣在SpaceX這邊的報價,軍武次位面也錯的很離譜。獵鷹9雖然有基礎報價6千2百萬美金,但實際上根據載荷不同軌道不同還要收取額外的費用,和ULA一樣實際上下浮動很大,這還沒有提到兩家火箭不同造成的發射保險費用的不同。羊毛出在羊身上,這些額外價格最終都會由購買發射的一方買單,而商業競爭上是不可能透露出自己的底牌的。

軍武所說的1.3億美金其實是NASA給SpaceX為國際空間站送貨付的單次價格。先不說這個價格算上了龍飛船的費用,就這麼計算髮射價格也不對,因為NASA買SpaceX的「快遞」服務不是一次一次買,而是按照批次購買。舉例而言按照NASA官網給出的數據,第一批次購買遍直接買了12次貨運服務價值16億美金,除一下的確差不多1.3億美金一次,但注意這是2008年簽的合同,獵鷹9在2010年才首飛,顯然這16億美金中包含了一部分獵鷹9和龍飛船的研發費用,並不全是發射價格

然後便是重型獵鷹的問題,我是不知道這個「簡陋的升級模式」從何而來。重型獵鷹的芯級並不和獵鷹9通用,且採用三個第一級並聯的方式增加運力SpaceX也不是第一個,前文中提到的重型德爾塔4號便是。且若兩捆一都是簡陋,那採用四捆一的諸多火箭又怎麼說呢?

至於多引擎並聯又鞭屍N-1,我已經不想吐槽了。詳情請看往期文章:N-1火箭到底發生了什麼?為什麼重型獵鷹成功了,他卻炸平了發射台?。失敗的核心並不是多引擎而是蘇聯急於求成,超重且沒有充足測試以及控制程序Bug等問題,和Nk-15引擎沒有任何關係,更不是因為造不出來F-1那樣的大推力引擎。Nk-15有著遠勝於F-1的比沖和推重比,N-1火箭第一級整體推力更遠高於土星5號第一級。

梅林引擎小嘛?我不覺得。世界上最小的入軌火箭SS-520-5直徑才0.52米,還沒有梅林-1D的噴口直徑1.25米大。更不用說梅林-1D有著世界上所有火箭引擎中最高的推重比高達180比1,新的Block 5的梅林-1D+預估的推重比會超過200,「小」的梅林引擎大幅度節省了凈重,結果便是獵鷹9號有著非常高的干質比,節省燃料消耗。

美國登月完沒有下文?實際上「下文」簡直不要太多,且和阿波羅計劃的短期月球科考不同,是月球長期駐留甚至建立永久基地的計劃。太空梭計劃的核心便是建立起一個在太空和地球之間的穿梭巴士,所以才叫Space Shuttle是一個太空梭,本質上仍是為了進行長期和更遠的深空探索。NASA在挑戰者號事故後在1989年進行的對於未來的規劃研究,常說的「90天報告」中更有詳細的探月登月計劃,詳細到連具體月面飛船的設計都有。

任務架構設計

月面基地設計

甚至還有登月飛船設計。不能說因為種種因素造就這些「下文」沒能實施就稱之為沒有下文,計劃趕不上變化,但不等於沒有計劃。這也引出了我認為軍武次位面的視頻最大的錯誤,阻擋太空探索以及BFR登月計劃的實施最大敵人恰好不是錢。什麼因為登月成功了所以就沒必要撥款後續了更完全在胡說,看一下NASA經費佔聯邦經費百分比便可知:

NASA經費早在人類第一次踏上月球前便已經開始大幅度下降,同樣哪怕有太空梭的研發,最後一次登月後經費佔比也在下降,其下降幅度反而比登月期間幅度更緩。的確冷戰打敗蘇聯的目的已經達到,但登月引發了大量年輕人對太空火箭的興趣,探索依然是首要目標,那就還有撥款的必要。

且根據現在NASA經費的預估,只跟隨通貨膨脹增常,以國際空間站2024年交由私人企業運營計算,NASA也有足夠的經費完成預計的火星任務。哪怕國際空間站推遲到2028年,也只是會在2020-2028年這個時間段內略微超支,並不影響2030年後的火星短期滯留和長期科考,甚至還能有冗餘資金。

真要說現在登陸火星面臨的挑戰是什麼,很多都和資金沒有直接關係,更多的是宇航員本身。比如6個月失重環境下的人體,長時間與世隔絕的心理變化,甚至說最短3年任務時長宇航員所穿的衣服等等

最後是關於BFR,我其實是很無語的。首先這個視頻是ITS不是BFR,BFR採用的是飛船尾部的小三角翼設計而非ITS的兩側凸出設計,兩者在大小,粗細上也有明顯差別,下圖最右側為ITS,右側第二才是SpaceX現在正在研發中的BFR。

同樣讓BFR登陸火星的任務架構比NASA的便宜好幾萬分之一的原因也不是啥荒唐的一次多運人,和SpaceX自行生產關鍵部件。獵鷹9號的全部部件都是SpaceX自行生產,沒有什麼關鍵不關鍵之說。BFR登陸火星和NASA火星計劃的根本區別在於前者是單程票後者是往返票,BFR只攜帶單程燃料,返程燃料就地取材,利用火星大氣的二氧化碳和冰生產甲烷和氧氣(及下圖中的ISRU部分)。這種單程接力棒式的設計理念可以追溯到1996出版的經典著作「火星直擊」,BFR甚至可以說是結合了現代科技改進的「火星直擊」,詳情請見往期文章:火星之路(下)

終於吐槽完了,我覺得軍武次位面作為一個擁有那麼多粉絲的公眾號,如果打算以科普為名那至少能說的準確一些,就算不能達到尼爾?德?格拉斯?泰森的級別也要起碼不要犯那麼多低級錯誤,哪怕看下航天愛好者的往期文章也行啊,既能避免這些錯誤又可省去自己找資料的痛苦。作為一個寫手和一個航天愛好者,我是希望軍武次位面能讓更多的人了解太空了解太空探索,但若代價只是科普了一大堆錯誤的信息以訛傳訛的話,那我寧可不要。

(全文完)

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