决赛圈开启,全球首枚天然气火箭花落中美谁家?
日前,SpaceX(太空探索公司)CEO马斯克在答复关于人类有史以来最大火箭 - 星舰(星际飞船组合体)首飞时间时说:“也许是10月底,但11月的可能性更大,到时候我们将准备好B7和B8”。这一表态立刻被外界解读为,星舰最早有望未来2月内进行轨道级发射,而这可能也将是人类首枚进入轨道的液氧甲烷,或者通俗些说,以液化天然气和液氧作为燃料的火箭。
不过今年四季度,还有两款火箭也在竞争全球首飞液氧甲烷火箭桂冠,那就是美国的人族1号 (Terran 1)和中国的朱雀2号(ZQ2)。后两者同样进入了飞行试验前的最后冲刺。
三款火箭到底谁有望成为全球第一?今天咱就来聊聊。
从左至右:SpaceX星舰、人族1号,朱雀2号。液氧甲烷燃料具有性能较好、价格经济、便于复用、易于在火星等地外环境制取的优势,是火箭燃料的发展方向。
Starship星舰
星舰是人类目前研制的最大火箭,全系统由超级助推器(一子级)和飞船(二子级)组成。总长120米,直径9米,总重超过5000吨,相当于一艘中大型驱逐舰。星舰有能力将超过100吨的货物运往月球甚至火星,是美国重返月球计划,以及马斯克星际移民梦想成为现实的必须载具。
星舰组合体
从左往右:航天飞机、猎鹰重型火箭、美国重返月球用的SLS火箭、阿波罗计划用的土星五号火箭、星舰。图自英国广播公司
星舰在9月完成两次静态点火。首先是9月8日进行的S24号星际飞船本体(即星舰系统二子级)的全引擎点火测试,6台猛禽发动机连续燃烧8秒钟,顺利完成了各项测试;随后是9月19日,安装有33台猛禽发动机的B7号超重型助推器(即一子级)进行了热身,同时点燃了7台猛禽发动机,并持续燃烧接近7秒钟。这是SpaceX首次同时点燃那么多数量的该型号发动机。随后在社交网络上,马斯克表示:“超级重推B7现在返回垂直组装工厂进行检修以及加固性升级,与此同时下一个超级重推B8转移到发射台进行测试。”
点火测试中的超级助推器(即火箭一子级)
不过,最受外界关注的还是因为马斯克本人对于首飞时间的表态:“也许是10月底,但11月的可能性更大,到时候我们将准备好B7和B8”。
航天观察人士分析,参考B7的测试周期,B8的静态点火测试不太可能在10月中旬之前进行,而新的飞船S25测试尚未排上日程,这直接就否定了在10月内进行发射的可能性。其次,就算下次静态点火顺利进行,箭船合体、湿彩排(即加注和模拟发射演练)、33台发动机全部点火测试等发射前必须完成的流程都需要时间。
以此推算,在最顺利的情况下,星舰也要到11月下旬才具备飞行能力。这么看马斯克不一定吹牛,只不过以往的历史进程里,星舰还从来没有过“最顺利”。
朱雀2号火箭
朱雀2号是中国民营蓝箭航天公司研制的中型火箭,是国内第一款采用液氧甲烷动力的运载火箭,全长49.5米,直径3.35米,设计最大低轨载荷6吨,在三款已待发射的甲烷火箭中大小排行第二,是中国民营公司研制的火箭中最大一款。
今年9月初,酒泉卫星发射中心公号等网络途径爆料朱雀2号火箭已经矗立在发射场。值得关注的是,火箭所在的设施是一个新的发射工位。相对于传统的固定塔架式发射工位,朱雀2号火箭发射使用的是类似猎鹰火箭发射的勤务臂。从此设计来看,该火箭应该会采用水平总装和运输+起竖加注的方式进行发射,比传统火箭周转更快,符合商业航天高频次发射的需要。
图自微博@电影独行月球
尽管从网络上可见到朱雀2号已经树立在工位。但还不能判定是准备发射,很可能是合练彩排。毕竟这型火箭对于蓝箭甚至整个中国商业航天,技术挑战都是空前的 - 我国首款全低温火箭、首款液氧甲烷火箭、全新发射工位、全新团队、全新公司、全新管理模式……期望蓝箭能Hold得住,这也是对中国航天综合技术的检验。
截至目前,还没有确切要首飞的消息,只是外界推测今年内应该会进行发射。无论如何,对于我国来说这发火箭意义重大,一旦成功,不但将为中国增加了一种新燃料的运载火箭,更是在液氧甲烷这一动力火箭上抢得了第一名。
Terran1人族1号火箭
9月20日,美国相对论空间 公司(Relativity Space) 的人族1号 (Terran 1) 首飞火箭完成了一次时长57秒的一级静态点火测试,若一切顺利,Terran 1火箭可能于10月首飞。
资料图:点火测试的人族1号
人族1号是目前待发射的三种甲烷火箭中最小的。全长35米,芯级直径2.3米,整流罩直径3米,一级9台安装10吨级Aeon-1发动机,二级安装1台13吨级Aeon真空版发动机,低轨运力1.5吨,太阳同步轨道运力0.9吨。
虽然有网友预测人族1号最快10月首飞,但有分析认识指出,火箭目前尚未在发射台上展示过“完全体”,后续的测试与合练尚需时间;同时相对论空间也没有既往火箭发射经验,或许人族的首飞之路还要多走一段。
全球第一枚液氧甲烷火箭花落谁家?还需要时间验证,但不管怎样,新的太空运输工具,将使得人类的太空探索前进一大步,让我们拭目以待。
感谢微信公号作者@太空那些事儿 对本文的协助