【簡介:】先說結(jié)論:目前技術(shù)根本不可能造出來,達到同樣水平估計也得至少20年后,但是并沒必要去做。
我們先來好好討論下,航天飛機是個失敗的項目么?再在其中穿插討論技術(shù)。
反對派:當然是失
先說結(jié)論:目前技術(shù)根本不可能造出來,達到同樣水平估計也得至少20年后,但是并沒必要去做。
我們先來好好討論下,航天飛機是個失敗的項目么?再在其中穿插討論技術(shù)。
反對派:當然是失敗的項目。
理由如下:
1. 燒了天量的錢,5架航天飛機(1981哥倫比亞號,1983挑戰(zhàn)者號,1984年發(fā)現(xiàn)號,1985年亞特蘭蒂斯號,1992年奮進號)花了超過2000億美元,這些費用夠維持4個核動力航母戰(zhàn)斗群幾十年了;主要原因在于所謂的可回收大大超出了計劃,原計劃單次6000萬美元的費用飆升了10倍。
2. 航天飛機過于復雜,容易出事,哥倫比亞號(2003)和挑戰(zhàn)者號(1986)兩次失事,成為人類史上宇航員傷亡最大的航天事故,每次都死亡7名宇航員。航天飛機共計正式發(fā)射135次。
3. 功能實在有限,只能在近地軌道使用,無法執(zhí)行大型的項目,比如登月;由于自身重量過大(78噸),真正的有效載荷只能做到20-25噸。
我認為:當然不是失敗的項目。
理由如下:
1. 航天飛機集成了美國航天各個技術(shù)頂點
單從推進系統(tǒng)而言,目前我國最強大的火箭是2016年剛剛試射成功的長征五號,以及人類歷史上最強大的土星五號火箭,作為對比。
航天飛機助推器:全世界最強,遙遙領(lǐng)先蘇聯(lián)。固體助推做到了單個推力1250噸,土星五號并沒有助推器,但主發(fā)動機的推力也不過是700噸級別。長征五號的助推器是液氧煤油YF-100發(fā)動機,推力是這個固體助推10分之一;且自1981年首次發(fā)射起固體助推器可重復回收(大部分零件),2011年亞特蘭蒂斯號做完航天飛機第135次飛行任務(wù)退役時,固體助推器上依然有1981年首次發(fā)射時的零件;
航天飛機主發(fā)動機:液氧液氫RS-25發(fā)動機,土星五號J-2的1,7倍,中國最好、長征五號上YF-77的3.5倍;這個主發(fā)動機是可回收的,設(shè)計回收次數(shù)150次,這個回收次數(shù)簡直太無情;
軌道轉(zhuǎn)移發(fā)動機:類似各大火箭的上面級,但也達到了5噸推力。能做到15個小時工作時間,1000次啟動。我國最先進的遠征二號,公開數(shù)據(jù)顯示2次啟動能力,1.3噸推力。
航天飛機比土星五號水平都高了一大截,我國目前計劃的長征九號火箭,要按照土星五號級別做,都計劃到2030年首飛了,跟航天飛機相比就相距更遠了,美國是1965年就首飛了土星五號,1981年就首飛了航天飛機。
每一架航天飛機都有超過250萬個零件,370公里長的線纜,27000塊防熱瓦,是人類有史以來造過的最復雜機器,沒有之一了。
我國光是推進能力的差距,就實在太巨大。
2. 航天飛機的技術(shù)反饋奠定了美國幾十年的航天技術(shù)制霸
航天飛機雖然2011年遺憾下馬,但它的技術(shù)積累卻一直在被使用。
航天飛機這種固體助推+液氫液氧主推的推力系統(tǒng),直接被美國下一代土星五號火箭-太空發(fā)射系統(tǒng)(Space launch system)拿來使用,后者已經(jīng)測試完畢,2018年首飛。
航天飛機固體助推器回收早在1981年。助推器就是火箭一級的效果,后來的Space-X做火箭回收,跟航天飛機的各項技術(shù)積累是密不可分的。
去年軌道科學公司又測試了一款固體助推器,破紀錄了,也是在航天飛機固體助推基礎(chǔ)上改的。
而軌道器(類似飛機那部分)的回收設(shè)計也是150次,這部分簡直是黑科技。
航天飛機氣動很復雜,尤其是返回大氣時類似飛機的外形帶來很大挑戰(zhàn)。航天飛機先后用過十幾種隔熱材料/瓦,它們?yōu)楹髞慝C戶座飛船等的設(shè)計積累了大量數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。
這幾個方面,都是很復雜的技術(shù),我國目前除了隔熱材料幾乎都是預研階段。
3. 航天飛機是一個缺一不可的大系統(tǒng)
它不僅是一個超強的火箭,很多系統(tǒng)的綜合缺一不可,蘇聯(lián)在很多分系統(tǒng)上準備充分,也是傾盡全國之力,然而在一個環(huán)節(jié)失敗就最后失敗了,蘇聯(lián)解體后就更不用說了。(唯一的暴風雪號在暴風雪中被倉庫砸毀了。。。,悲劇)
蘇聯(lián)也為了自家的航天飛機設(shè)計了世界上推力最大的能源火箭,推力甚至超過了土星五號,然而完全沒用上;
航天飛機轉(zhuǎn)運需要大飛機背著,美國用的是波音747改進,蘇聯(lián)也為航天飛機設(shè)計了世界上載重最強的安225運輸機,然而也沒用上;
下面是航天飛機發(fā)射基地,卡納爾維拉爾角,發(fā)射架一條線蔚為壯觀
航天飛機轉(zhuǎn)運的履帶運輸車,自重2400噸,世界最大的履帶運輸車
在這些重要的系統(tǒng)中,我國的載重運輸車和發(fā)射場應該差距不多。但單單一個能扛得起來航天飛機這種重量的大型運輸機,估計也要等很多年了。
所以航天飛機是當年美國把各個領(lǐng)域的頂級技術(shù)集中到一起做出的一個產(chǎn)品,退役并不代表這些資金的投入沒有價值。航天飛機雖然被雪藏了,它創(chuàng)造的頂級技術(shù)卻一直存在。
航天飛機項目先后持續(xù)近40年,NASA里五大中心(約翰遜、馬歇爾、戈達德、肯尼迪和斯坦尼斯)全程主要負責,帶來了大量經(jīng)費和科研產(chǎn)出;它的制造商,洛克希德·馬丁,波音,軌道科學都是世界頂級的防務(wù)/航空/航天公司,在航天飛機項目上賺的盆滿缽滿。尤其是洛馬的成長,在航天飛機項目周期內(nèi)大量并購整合美國防務(wù)公司,現(xiàn)在是全世界最大的防務(wù)/軍火公司。航天飛機項目消耗了美國半導體、集成電路、計算機、微電子等行業(yè)早期三分之一甚至一半的產(chǎn)品,直接促進了美國這些行業(yè)的崛起,全球領(lǐng)先。美國的大學和科研機構(gòu)參與的毛毛多,這就不細說了。還有政治和文化價值。
它的退役也不全是資金的問題,有如下很多因素:
a. 其他火箭的競爭。航天飛機運力20噸很雞肋,很多NASA培養(yǎng)的其他公司也有不錯的火箭產(chǎn)品,比如泰坦、三角洲、宇宙神等,導致航天飛機很多發(fā)射任務(wù)被搶;
b. 航天需求發(fā)生變化,尤其是國際空間站的存在,使得近地載人航天任務(wù)變得不再神秘。NASA在把近地任務(wù)部分下放給商業(yè)航天公司,自己重新把眼光放在新一代火箭航天器和深空探測任務(wù)上。航天飛機用處減少。
c. 商業(yè)航天崛起,可替代方案逐漸成熟。現(xiàn)在商業(yè)航天頂起了美國半邊天,同樣的任務(wù),Space-X、軌道科學公司的價格只是航天飛機的十分之一,航天飛機就徹底沒意義了。
所以,我國當然沒有必要重新做一架航天飛機,性價比太低,且貌似技術(shù)上20-30年內(nèi)還真很難做出來。
但并不代表航天飛機的技術(shù)就不值得做了,它是當時做的太牛了,大家沒想到會這么貴!
更何況現(xiàn)在國際形勢那么好,冷戰(zhàn)的軍備和科技競賽消失不見,政治和軍事壓力不大。
我國的航天投入只是NASA預算的零頭,只夠?qū)P淖鲚d人航天,那就更難達到航天飛機的水平了。人家比你優(yōu)秀,哎,還比你有錢。
但也沒辦法,欠的賬太多了,只能先解決一個個從0到1的問題。
所以更應該向中國航天人致敬!