在《火星救援》里,火星上还没有证实水的存在。为了种土豆,马特·达蒙不得不去分解数百升火箭燃料(联氨)来造水,不过,燃烧氢气的步骤可不好玩,很容易产生爆炸。 NASA 宣布火星上有水后,剩下的一切就都是能源问题了。用电的话,可直接采集太阳能。但火箭燃料要麻烦一些,好在火星大气中满是二氧化碳,可以用水来合成甲烷。这是生产起来相对容易的火箭燃料。 客运飞船能在火星上补给燃料后,就可以再次升空重返地球。同时,可往返使用的飞船,也将极大降低火星的「客运」成本。 火星运载火箭(Mars Vehicle) 实现这一行星际运输系统的关键,就是做出该系统所要用到的火箭与飞船。其中的火星运载火箭(Mars Vehicle)直径 12 米,行星际飞船(Interplanetary Spaceship)直径 17 米,船箭总长度达到 122 米。 相比之下,阿波罗登月所用的土星五号火箭直径为 10.1 米,而阿波罗飞船的直径仅有 3.9 米,船箭总长度则只有 110.6 米。 火星运载火箭的箭体高度为 77.5 米,火箭自重 275 吨,推进剂则重达 6700 吨,其中 7% 的推进剂将用于火箭回收。火箭推进剂为液氧和甲烷。 火星运载火箭底部装有 42 枚猛禽引擎,海平面推力 128MN,真空推力 138MN,可重复使用 1000 次,其近地轨道运载能力为 450 吨。 行星际飞船(Interplanetary Spaceship) 下面讲讲行星际飞船,马斯克设想的飞船长度为 49.5 米,最大直径 17 米,底部有 9 枚引擎。 行星际飞船分两种用途,一种用于载客,自重 150 吨,满载 1950 吨,可运送 100 名乘客前往火星;另一种用于货运补给,自重 90 吨,满载 2500 吨。 其中客运飞船可重复使用 12 次,货运飞船可重复使用 100 次。 飞船将采用碳纤维制造,而用碳纤维制造出不会泄露的燃料舱也将是「非常大的技术挑战」。 马斯克说,最近的技术进展已经能用碳纤维制造出这样的燃料舱。他们设计的燃料舱可以用引擎的热交换来加压,这要比猎鹰 9 号火箭的液氦燃料加压系统简单。 对于该飞船的命名,马斯克表示待定,但第一艘飞船的名字应会是「黄金之心(Heart of Gold)」,即《银河系漫游指南》中使用「无限不可能性驱动(Infinite Improbability drive)」的那艘超级飞船。 猛禽(Raptor)引擎 无论是火箭还是飞船,能把上千吨载荷发送到火星的根本,atv,是在于其内部的火箭引擎。 演讲前两天,马斯克在社交媒体上公布了 SpaceX 新一代液氧-甲烷火箭引擎——「猛禽」(Raptor)的试车照片。 跟现在猎鹰 9 号火箭所用的开式循环梅林-1D 引擎不同,猛禽使用较为先进的分级燃烧循环方式。 作为首款使用液氧-甲烷的「全流分级燃烧循环」引擎,猛禽非常独特,它的涡轮机的工作温度更低,发动机的寿命因此得到延长,效率也更高。 猛禽引擎燃烧室的压力可以更大,支持更大的比冲(跟旧引擎大小接近的情况下,推力能达到原来的 3 倍),设计推力可达 300 万牛(67.5 万磅)。 火星殖民计划要烧多少钱? (责任编辑:本港台直播) |