馬斯克那枚送特斯拉超跑上太空的「重型獵鷹」,做到了史上最強火箭也沒做到的事
馬斯克那枚送特斯拉超跑上太空的「重型獵鷹」,做到了史上最強火箭也沒做到的事
2018.02.08 |

昨天(2月7日)凌晨,馬斯克Space X獵鷹重型火箭載著一輛特斯拉Roadster首飛發射成功,並成功回收三枚助推火箭中的兩枚,人類現役最強的運載火箭在燦爛如煙花的火焰中橫空出世。

馬斯克介紹,獵鷹重型火箭在一條遠地點 7000 公里的停泊軌道上滑行 6 小時後,將穿越范艾倫輻射帶後再進行第3次點火。

屆時在浩瀚的太空中,身穿太空服的假人Starman 將乘坐著櫻桃紅的特斯拉跑車在太空中遨遊,車內無限循環著David Bowie 的《Space Oddity》,浪漫至極,連川普也忍不住點讚。

「重型獵鷹」的成功發射,開啟了人類航太時代的新征程,人類距離移民火星又近了一步。

而這次發射真正令人興奮的,並不是獵鷹重型火箭成為世界運力最強的火箭,實際上它也不是人類史上最強的運載火箭,但也並不妨礙「重型獵鷹」載入人類史冊。

把「重型獵鷹」甩在身後,人類史上最強的運載火箭

今天獵鷹重型火箭發射地點,是在佛羅里達甘迺迪航太中心LC-39A發射平台,這裡見證了人類航空史上的眾多里程碑:阿波羅11號登月、天空實驗室、航天飛機計劃……

其中還包括了人類史上最強的運載火箭——土星5號

最後一枚土星5號。
圖/ 愛范兒

在講土星5號之前,可以先看看我們的航太新星,現役運載能力最強的獵鷹重型火箭有多強大。「重型獵鷹」發射時有27台梅林1D發動機,可提供超過2280噸的推力,這相當於18架波音747客機以最大功率運轉。而「重型獵鷹」在近地軌道(LEO)的運載能力達到63.8噸。這相當於可以把一架裝滿燃料、乘客和行李的波音737客機送上太空。

好了,以上就是目前世界上火箭的最大運力。然而「重型獵鷹」的運載能力還不足土星5號的一半。土星5號由美國航空航太局 (NASA)在上世紀六十年代研發設計的運載火箭,至今仍是人類使用過的最高、最重、推力最強的運載火箭。

土星5號高達110.6公尺,重約3039噸,推力可達3408噸,而它至今保持著人類史上火箭最大的運載能力記錄:近地軌道(LEO)140 噸,比獵鷹重型火箭的兩倍還多。

這些理論上的數據並不能讓土星5號成為史上最強運載火箭系統,只有當它順利地進入太空才算成功。而土星5號不僅一次次發射成功,還成為航空史那些里程碑事件的幕後功臣。

從 1967 年首飛到 1973 年退役,土星 5 號共發射了 17 次,從未發生過任何事故,沒損失過任何有效載荷,成功率達 100 %。

其中有三次發射最為矚目,一次是 1968 年載著阿波羅 8 號 和 3 名宇航員完成了人類第一次繞月飛行。一次是1969年載著阿波羅11號實現了人類的首次登月。

最後一次是1973年將美國第一個環繞地球球的航天站——天空實驗室送入近地軌道。這些在航空史上留名的發射記錄成為了土星5號的一枚枚勳章,讓其成為前無古人,至今仍未有來者的最強運載火箭。

其實如果要單論推力,土星5號還是略微次於蘇聯的能源號運載火箭的,能源號的推力達到3500噸,近地軌道的運載能力也不低於100噸。

然而能源號僅執行過兩次發射任務,其中一次以失敗告終,成功將暴風雪號航天飛機入預定軌道的那次也是不載人的。之後隨著蘇聯解體能源號也隨之停產,僅存的能源號M火箭被束之高閣,直到 2002 年因廠房坍塌而被摧毀。

眼下有可能打破的土星5 號運載能力記錄的,暫時還不會是Space X 的獵鷹重型火箭,而是NASA 計劃於今年建造完成的太空發射系統(SLS),推力最高可能達到165 噸,最終目的地是火星。

不過獵鷹重型火箭卻做到了NASA都沒有做到的事。

NASA蘇聯都沒做到的事,Space X做到了

上面提到的土星5號,其實是美蘇冷戰時期「太空競賽」的產物。雙方都投入了大量的資金和人力在航天航空領域上,其中僅土星5號專案在不到十年間就耗費了65億美元,相當於現在的近1700億美元。更不必說耗資更大(240億美元)的阿波羅計劃。

而冷戰的另一主角蘇聯也不甘示弱,但結果要悲慘得多。

為了抗衡美國的土星5號,蘇聯也開始研發以載人登月為目標的的 N-1運載火箭。 N-1 運載火箭發射時由30台NK-15發動機驅動,A段推力達到4620噸,遠超土星5號。

雖然推力強大,可N-1運載火箭近地軌道的運載能力還不如土星5號,只有95噸。這是因為N-1 運載火箭採用了煤油做燃料,而土星5號則已經用上了更輕的氫氧燃料。差點就差點吧,只要發射成功「史上最強推力火箭」的稱號就到手了,肯定會讓美國人目瞪口呆。

或許是立功心切,也可能是資金不足,蘇聯在沒對所有30個一級發動機進行地面測試的情況下就進行發射,N-1運載火箭共發射了四次,奇怪的是次次都不在事前進行地面測試,結果毫無意外全部失敗,蘇聯人的登月夢也就此破滅。

這些發射失敗釀成了一系列在航太史上匪夷所思的慘烈事故。

1969年6月3日,N-1運載火箭在發射過程中由於一顆螺絲的鬆動,導致火箭在發射時發生爆炸,整個發射基地被炸毀,這次發射也被稱為人類史上最大的非核爆事故。

然而這樣奇葩事故在蘇聯航空史發生過不止一次,1960年蘇聯金星號運載火箭發射時沒有按計劃點火,幾十名航空專家為查明事故點火,突然發動機起火爆炸,160名蘇聯航空科學家和時任蘇聯導彈部隊司令米·伊·涅傑林元帥當場喪命。

無論是美國 NASA 還是蘇聯,從他們火箭研發歷史來看,不是傾舉國之力不計成本地投入,就是經歷一次次慘烈的失敗。 而Space X的偉大之處在於,作為一家民營企業,以1億美元的超低成本實現現役最強的火箭運載能力。

實際上Space X以低廉的價格和穩定的性能,在全球商用火箭發射市場上已經逐漸超越歐洲和俄羅斯,佔據最大市場份額,而這一差距還在不斷拉大。

Space X火箭的報價在市場上極具競爭力,比如獵鷹9號(Falcon 9)火箭的報價在5500萬- 6200萬美元之間,而同等運力的宇宙神5(Atlas-5)和德爾塔4(Delta-4)報價則在1-4億美元。

而且回收利用的二手獵鷹9號報價還能打7折,這讓其他廠商毫無還手之力。而剛剛發射成功的獵鷹重型火箭的性價比就更高了,其價格比獵鷹9號上漲了不到五成,運載能力卻是獵鷹9號的近三倍。

而NASA正在研發的土星 5 號繼任者空間發射系統,儘管運載能力是獵鷹重型火箭的兩倍多,但成本卻至少是獵鷹重型火箭的十倍。

Space X 得以實現低成本的重要原因是採取了對一級火箭回收重複利用,馬斯克曾表示一旦火箭回收常態化,能降低 99 %的發射成本。

此外Space X 也是第一個沒有第三方供應商的航天航空公司,從火箭箭體、整流罩、引擎到發射的所有配件和技術都由Space X 一手包辦,沒有中間商賺差價,成本自然也下來了。

要做到這點並不容易,想想蘋果至今仍無法在手機芯片和面板上自給自足就可見一斑,更何況是更為高精尖的航天航空器件。

自從獵鷹 9 號火箭回收成功,Space X 就開始獲得 NASA 的巨額訂單,在遙遙無期的空間發射系統到來之前承擔 NASA 的眾多太空探索計劃。

隨著獵鷹重型火箭的發射成功,如無意外,在今年 6 月 Space X 還會將一名宇航員送上太空,成為第一家實現載人航天的民營公司。同時也進一步夯實馬斯克火星移民計三步計劃中的第一步(載物航空),以及開啟第二步計劃(降低太空旅行成本)。

多年以後,或許當馬斯克在火星上看著Space X 載著人類再次落地,他會回想起2002 年創立SpaceX 時被質疑為「PPT 火箭」的騙局,回想起2006 年到2008 年獵鷹1 號三射三炸的絕望、還有獵鷹9 號數次回收失敗甚至原地爆炸的窘境,當然還有今天獵鷹重型火箭把特斯拉和Starman 送上太空的美妙時刻。

到那時,這位矽谷鋼鐵人可能會向著地球的方向,像往常一樣說一句:

Don't panic !(別慌)

本文授權轉載自:愛范兒

關鍵字: #SpaceX #太空科技
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彰化,是活的!台灣設計展「圓未來之行」:以源創圓,看交通、建設、生活等多方面向,如何從300年中轉譯甦醒,令過去翻頁至今,創建未來!
彰化,是活的!台灣設計展「圓未來之行」:以源創圓,看交通、建設、生活等多方面向,如何從300年中轉譯甦醒,令過去翻頁至今,創建未來!

2025台灣設計展將開展!本次由彰化縣政府建設處 陳昌茂處長與策展人何來香,共同聊聊「圓未來之行」展覽與其背後的城市發展與公共建設,時代帶來了哪些蛻變與機會,彰化的未來,會是什麼模樣?陳昌茂處長談到:「先輕鬆聊聊彰化最為人知的印象吧,許多外地人提到彰化,就是控肉飯與肉圓,美食旅遊確實是大家的共同嗜好,但是否有其他的深度內容,能給大眾重新認識彰化的機會?『台灣設計展:圓未來之行』就是一個好契機。

圓未來之行,與城市一起成長:你所知道的彰化,它是什麼?

300年來的發展,彰化的農業與工業在國內甚至國際都佔有舉足輕重的角色,半工又半農的發展成了城市獨有特色,在行政區劃及地方制度的調整下,縣市間的城鄉差距造成了資源上的落差,因此,政府近年於交通、城市規劃與建設上積極推動許多計畫,此次的展覽為的就是讓民眾看見設計中與蛻變進行中的彰化,包含:彰化交流道的農業區解編、國民運動中心興建、規劃與建設八大生活圈轉運站及全國首創的長照衛福大樓等等,從交通、建設面改善實質生活,正是此次展覽核心,透過時代回顧轉譯為當代及未來發展能量,讓彰化充滿地方鮮活的發展魅力。」

策展人何來香說起,『台灣設計展:圓未來之行』以時間、轉譯、共創為展出主軸,將時間梳理成「過去─現在─未來」,包含:源(回顧記憶與成長記號)、緣(轉譯與生活)、圓(圓未來城市之貌)、合(共創未來),一如處長所說,將300年的背景梳理轉譯,在「交通、建設、生活」呈現,將其佈局為:三個室內展區X一個戶外展區,透過線上互動與實體呈現,讓彰化時代(過去─現在─未來)逐漸活起來,從低調走向鮮活光亮,「現在」,正是未來的縮影與定錨力量。

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「圓未來之行」兩大重要推手:策展人何來香、彰化縣政府建設處陳昌茂處長。
圖/ 彰化縣政府

四大展區表述「三源一合」:未來可以被共創,一同設計理想的生活模樣

『台灣設計展:圓未來之行』共有四大展區,規劃為:源(記憶之源)、緣(轉譯之間)、圓(未來城市)、合(共創未來),同時串接著「時間:過去─現在─未來」的脈絡線,一覽城市的成長姿態。走進展區,開始從「過去」中逐漸甦醒,壓艙石、鐵道枕木等建材文物彷若時光倒流,將觀展者帶回記憶之源,透過佈局中的架構語言,從最微觀的建築元素開始見證曾經,呈現彰化的移居風光;來到「現在」,城市逐漸有了治理與變化,交通疏通了生活與流動,當下的建設創造了更多的「宜居」,像是:「共生共享」,表述著近年的建設成果,如:交通樞紐轉運站、伸港青年住宅、鹿江綠建築,以及老屋改造返鄉青年創業案例等,透過不同形式的交通、城市建設的延伸,以延續更多的綠化、永續、教育與建築示範及全齡照顧與幸福範例城市、共融場域等,舒展著彰化的此刻宜居。
而「未來」正在萌發的可能性,則以情境式劇場呈現城市建設藍圖,置身體驗充滿希望的願景,陪伴居民一起邁向未來。

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員林市衛生所暨長照社福大樓新建工程拿下第23屆公共工程建築工程類金質獎,建築採全齡化無障礙、節能減碳設計。
圖/ 彰化縣政府

陳昌茂處長與策展人何來香提到,「未來城市」象徵著:綻放、圓滿、快捷與新鮮,展區整體風格呈現現代、乾淨、溫暖的未來感,此區域特別設計一個共創互動環節,以大尺度的城市規劃角度出發,邀請觀展者共同打造屬於彰化的未來城市,透過彰交特定區為城市共創背景,觀展者能透過平板互動,依需求、喜好選定主題類型與建築,如:該區域希望如何發展?公園綠地(共融公園、生態濕地)、產業經濟(百貨商場、研發大樓)、休閒育樂(美術館、圖書館等),民眾意見將由 AI 即時生成建築並影響城市發展指數,進而反思發展過程中經濟建設與生活環境的平衡取捨,最終會將互動成果整理成報告做為縣府施政參考,此區域的未來,將是共創而生的實驗計畫之一。而代表「合」的「戶外串聯區」,則是由在地師生以自然素材共創的「魚的肚子是我們的生活」,延伸探索永續、自然、未來想像及綠色療癒,令「圓未來之行」參與民眾跨域孩童到成人,擁抱接納多齡意見,讓想像活躍充滿新鮮生命力。

彰化的蛻變,是成長留下的獨特印記──未來,由我們共創

有趣的是,『台灣設計展:圓未來之行』本次展出地點為:彰化縣立鹿江國際中小學,它不僅是彰化首間公辦的雙語學校,也確定籌設高中部,以接軌國際的教育為目標。當展區中的時間(過去─現在─未來)與交通、建設、生活相互交融與牽連,讓每個時代的彰化,蛻變都因成長而留下獨特印記。從海洋(船運、通商)而生的彰化,在展覽中扣回海洋生態的共創溯源反思。

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鹿江國際中小學新設高中部,預計117年學年度正式招生。
圖/ 彰化縣政府

陳昌茂處長認為,彰化的發展不必然要同於其他城市,當然也不會是其他城市的翻版,因為彰化有自己的專屬發展模式。期待透過此次展覽與共創,讓民眾與我們一起共同體驗最宜人與舒服的生活輪廓與幸福感受以及發掘彰化未來的無限發展可能;策展人何來香笑著分享,彰化是全球百大幸福城市的銀牌級城市,很期待各地民眾來參觀,重新感受彰化,並與群眾一同共創彰化。延續這樣的願景,彰化縣長王惠美也分享:「縣府其實一直在思考,如何擘劃下一個百年都市發展願景,讓民眾的生活變得更好,外移的人口逐漸回流。這些交通、城市建設的規劃、執行與聆聽大眾意見,都是為了一同探索未來、共同創造大家真正嚮往的生活」。

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彰化縣長王惠美與縣府團隊積極規劃下一個百年都市發展願景,打造最宜居 幸福的城市。
圖/ 彰化縣政府

採訪・撰文/楊喻婷

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