周炳紅 鄭永春
2023年4月20日,美國太空探索技術公司SpaceX推出的巨型運載火箭“超重-星艦”(下稱星艦)首次發射?;鸺晒ζ痫w,但遺憾的是,3分鐘后,當火箭上升到36公里高度時,發生失控爆炸,未能進入軌道。
對這同一個清晰、簡單的客觀事實,不同的人群給出了不同甚至截然相反的看法和評價。有人認為,星艦失控爆炸是一個重大的失敗,損失慘重;也有人認為,星艦飛行到了數十公里高度,獲得了后續發展需要的飛行數據,這是探索太空、發展火箭技術的必經之路,某種意義上也是一次成功的失敗。
拋卻主觀判斷,實際上,我們更應該關心的是:如何科學、理性地分析星艦失控爆炸?如果星艦研發成功,將有哪些重要的應用前景?中國是否需要發展像星艦一樣的大推力運載火箭?是否應采用數十臺同樣的發動機并聯的方案?從星艦的首發中我們能得到哪些啟示?
星艦整體為兩級構型火箭,一級火箭名為“超重助推器”,二級火箭名為“星艦”。火箭全長約120米,箭體直徑9米,起飛質量5000噸。最新的設計指標為,重復使用狀態下近地軌道(LEO)運載能力150噸,可運送50噸載荷返回地球,一次性使用狀態下LEO運載能力250噸,大大超過土星5號近地軌道140噸的運載能力。
一級火箭通過懸停的方式回收到發射塔,二級火箭在氣動阻力和自身動力控制作用下,垂直著陸到指定地點,實現火箭整體的完全可重復使用。一級火箭又名“超重助推器”,安裝33臺猛禽液氧甲烷發動機,起飛推力超過7000噸。……