第(1/3)頁(yè) “我們的征途是星辰大海！”是某部小說(shuō)的經(jīng)典臺(tái)詞，也是人類(lèi)一個(gè)最大的夢(mèng)想。 人類(lèi)自有文明以來(lái)，就對(duì)神秘的星空充滿了好奇和想往。對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，翱翔于星辰大海是與生俱來(lái)的夢(mèng)想，自古以來(lái)就是一個(gè)富有魅力的熱門(mén)話題，讓無(wú)數(shù)人為之心動(dòng)。 不過(guò)要實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想?yún)s是十分艱難的事情，星辰大海就在頭上擺著，可人類(lèi)想要征服它的話，那么首先就要面對(duì)的第一個(gè)問(wèn)題，那就是如何“下海”？ 也就是怎么沖出地球，到達(dá)太空？ 物理定律一早給出了幾項(xiàng)“下海”的關(guān)鍵要素。當(dāng)物體達(dá)到每秒7．9公里的第一宇宙速度，就可最終擺脫地心引力的束縛進(jìn)入太空，這是航天器沿地球表面作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)必須具備的速度，也叫環(huán)繞速度。 而當(dāng)物體進(jìn)一步加速，達(dá)到每秒11．2公里的第二宇宙速度時(shí)，就能脫離地球的引力場(chǎng)前往太陽(yáng)系內(nèi)的其他行星。當(dāng)物體超過(guò)每秒16．7公里的第三宇宙速度，就可離開(kāi)太陽(yáng)系的重力井，前往浩瀚的銀河系中漫游。 總之，很長(zhǎng)一段時(shí)間里，航天器的速度都是掙脫地球乃至太陽(yáng)引力的唯一要素，只要能達(dá)到宇宙速度，就能“下?！?。 那么如何讓航天器獲得這個(gè)速度，很多人首先想到的應(yīng)該就是火箭。它是所需科技樹(shù)最低，人類(lèi)最容易獲得的手段。當(dāng)然火箭確實(shí)能達(dá)到這個(gè)速度，在人類(lèi)開(kāi)啟航天事業(yè)的前幾十年里，火箭是人類(lèi)進(jìn)入太空的唯一手段。 但是火箭發(fā)射航天器實(shí)在太貴了，這成本真的沒(méi)法大規(guī)模鋪開(kāi)。 一般來(lái)說(shuō)，越大型的火箭發(fā)射費(fèi)用越高，反之則相反。軌道越高的火箭發(fā)射，費(fèi)用就越高。以地球?yàn)槔?，?1世紀(jì)初，如果用火箭把物品發(fā)射到地球靜止軌道的話，國(guó)際報(bào)價(jià)大約是每公斤平均2萬(wàn)美元左右。 而這個(gè)價(jià)格是運(yùn)貨，載人航天的成本更高，俄羅斯的聯(lián)盟號(hào)宇宙飛船將各國(guó)宇航員送往國(guó)際空間站，每個(gè)座位的價(jià)格高達(dá)8000萬(wàn)美元，大約相當(dāng)于每公斤體重100萬(wàn)美元。 普通人的太空旅行則相對(duì)廉價(jià)，要比載人航天任務(wù)的專業(yè)宇航員便宜得多。如果只是想越過(guò)距地面100公里的卡門(mén)線，這里標(biāo)志著地球大氣層和外層空間的分界線，準(zhǔn)確的說(shuō)叫是亞軌道飛行，維珍銀河公司“太空船2號(hào)”能夠以每人25萬(wàn)美元的價(jià)格飛行一次。將普通乘客送往國(guó)際空間站，在上面住一周或10天，費(fèi)用會(huì)更高。2001年，世界上第一位太空游客，美國(guó)人丹尼斯·蒂托花了2000萬(wàn)美元在太空呆了8天。 中國(guó)航天的成本相對(duì)較低，最新報(bào)價(jià)是太陽(yáng)同步軌道每公斤發(fā)射價(jià)格6000美元；地球轉(zhuǎn)移軌道的每公斤發(fā)射價(jià)格可以低至每公斤8000美元；低軌道小型火箭更便宜，每公斤發(fā)射價(jià)格大約5000美元。 這價(jià)格真心的太貴了！那么有沒(méi)有更便宜的辦法呢？有！那就想辦法用可重復(fù)使用的。 比如spacex公司的獵鷹運(yùn)載火箭，就采用了一級(jí)火箭、整流罩回收技術(shù)，大大節(jié)約了發(fā)射成本。一般來(lái)說(shuō)，火箭的整體成本當(dāng)中，一級(jí)火箭成本占發(fā)射價(jià)格的一半到6０％、二級(jí)火箭占2０％、整流罩占10％，燃料和其他項(xiàng)目成本占10％，如果能回收一級(jí)火箭和整流罩，就能把成本降低一半左右。 這個(gè)價(jià)格也一點(diǎn)兒不便宜，但是化學(xué)火箭就這樣，它的原理結(jié)構(gòu)就注定了用起來(lái)成本肯定不會(huì)便宜到哪兒去。就算是世界工廠也沒(méi)辦法把化學(xué)火箭降到白菜價(jià)去。 而且，化學(xué)火箭還有很大的問(wèn)題，就是有效載荷不足。 美國(guó)土星5號(hào)是截至目前仍是人類(lèi)歷史上使用過(guò)的自重最大的運(yùn)載火箭，高達(dá)110.6米，起飛重量3038.5噸；總推力達(dá)3408噸，月球軌道運(yùn)載能力45噸，近地軌道運(yùn)載能力118噸。 俄羅斯的“能源號(hào)”火箭是世界上推力最大的運(yùn)載火箭。能將270噸有效載荷送到低地軌道(約180km)、32t載荷送到月球或 27t載荷送到火星和金星。 第(1/3)頁(yè)