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长征9号和星舰哪个牛,星舰虽然爆炸,但它很牛,告诉你牛在哪里?还能成大众交通工具?

tunmaorui9409
2025-01-30
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一、长征9号和星舰哪个牛

1.长征9号和星舰在尺寸上有所不同,各有特点。长征9号火箭的高度为114米,直径为10.6米,而星舰的高度为120米,直径为9米。尽管星舰在高度上占优,但长征9号的直径更粗,体积更大。

2.在推力方面,马斯克的星舰略胜一筹。星舰的推力约为7600吨,而长征9号的推力为6100吨,相差约1500吨。这主要由于星舰安装了更多的发动机,其首飞试验型号就配备了33台猛禽液氧甲烷发动机,每台推力高达230吨。相比之下,长征9号计划安装30台200吨级的液氧甲烷发动机。

3.尽管长征9号的推力相对较小,但它的较大直径意味着未来有可能安装更多的发动机,从而提升推力。因此,单纯比较推力大小并不全面,未来的性能会随着发动机数量和性能的改进而变化。

4.两者在运载能力上的数据相近。目前,长征9号和星舰都宣称能在近地轨道承载150吨载荷,地球同步转移轨道为50吨。不过,两者未来的运载能力都有提升的空间。

5.长征9号的首次飞行预计将在2033年之前进行,届时将有两发试验箭的飞行验证。此外,计划在2033年之前进行一子级海上定点返回试验,以突破两级完全重复使用的关键技术,并开发中国的“星舰”。

二、星舰与火箭有何不同

  1.用途不同:火箭是用于将载荷进入太空的运载工具,类似于我们通常看到的卫星发射火箭。而星舰则是一种太空船,用于在太空中进行长期探索和居住,是人类向更远处星球迈进的关键。

  2.颠覆性变革:星舰不仅仅是传统火箭的改良版本,它的运输系统、航天系统以及运载能力相较于传统火箭已经实现颠覆性变革。这使得星舰在未来的太空探索中扮演着重要角色。

星舰虽然爆炸,但它很牛,告诉你牛在哪里?还能成大众交通工具?

原创2020-12-13 07:06·佰思科学

作者:佰思科学|沈东旭邱亚明


马斯克最近有点流年不利,前一阵刚刚感染新冠,好在症状轻微很快就好了。2020年12月9日,星舰(Starship)SN8在得州BocaChica的实验,落地时爆炸。其实实验基本上算成功了,但是我们这边网上吵成了一锅粥。

星舰SN8实验时落地爆炸

星舰测试已经搞了好多次了,之前也是以成功居多,但那时候大伙都没啥反响。这次星舰实验发生爆炸,网络舆论一下子极为关注。可能大家觉得马斯克要是成功了挺正常,要是失败一次,"你小子也有今天。"

星舰各次测试情况一览

对工程开发来说,失败太正常了,也没什么太多好说的,实验的目的本来就是要发现问题,解决问题。这里要讲的是,星舰很牛,确实很牛。那么它到底牛在哪里?

星舰

它不仅仅是人类有史以来最大的火箭,将超过土星五号。最主要的是,它能极大地降低进入太空的成本,从而揭开一个新的航天时代。

星舰与各种巨型火箭对比

上图是星舰与历史上及规划中的超重型火箭(superheavylift)对比。这里面能源号(Energiya)是苏联建造的最大的火箭,用于发射航天飞机,不过只发射两次苏联就垮台了。苏联为登月搞的N1则开发失败,因而没能实现载人登月。土星五号(SaturnV)在阿波罗登月计划完结之后就退役了。剩下的俄罗斯的叶尼塞(Yenisei),中国的长征九号(LongMarch9),美国的SLS1和SLS2,都在开发中。唯一现役火箭猎鹰重型(FalconHeavy)还是SpaceX自己的产品。下表对比了星舰与现役或开发中的超重型火箭的性能。

当前世界主要超重型火箭性能对比

不比不知道,一比吓一跳。星舰与其他开发中的超重型火箭相比,简直不是同一个档次的东西。先说LEO运力,150吨,傲视群雄,世界第一。所谓LEO是地球低轨道(lowearthorbit),一般指距离地面200公里往上2000公里往下这么个范围。进度来说也是最快(不算猎鹰重型),明年就要首飞。

星舰发射效果图

最关键、最关键的,还不是上面那些,请注意看星舰的发射成本。你没看错,马斯克号称星舰的发射成本,每次仅有区区2百万美元。当然马斯克的成本算法里多少有些猫腻。但不管怎么说,星舰肯定比其他几个竞争对手便宜多了,核心原因在于复用。关于星舰的复用问题,后面会详细讲。先说说其他那几个超重型火箭,为什么它们不复用。

SLS效果图

首先,SLS、长九、叶尼塞,都是为载人登月,甚至火星任务服务。对这些任务来说,高可靠性是它们最重要的要求。如果复用的话,可靠性会有所降低。尽管火箭复用是未来的发展趋势,这些巨型火箭还是以万无一失为第一考虑因素。在登月任务成功之后,也会逐渐考虑复用的问题。

长征九号

这里稍微介绍一下921火箭。这款新型火箭由中国载人航天办公室,俗称921办公室,负责研制,故而得名921火箭。921是今年九月份的中国航天大会上新宣布的火箭型号,也为登月服务。长征九号用到的技术比较新,比如第一级的480吨液氧煤油发动机,第二级的220吨氢氧发动机,第三级的25吨氢氧发动机,都属于新开发的技术,具有世界顶级水平,但显然进度上有风险。921火箭使用成熟技术,进度快,可以打两发登月,分别载人和运登月舱。理论上来说,使用921火箭可在2028年前实现载人登月,具备和NASA竞争谁先登月的可能性。

921火箭想象图

现在具体介绍一下星舰的情况。星舰最惹眼的是它的不锈钢外壳,有一种古朴的机械美。其实主要是因为不锈钢便宜,易于加工,耐热性好。星舰为两级结构。第一级是一个可重复使用的助推器,叫做SuperHeavy,使用甲烷/液氧推进剂,装有大约28个猛禽发动机。SuperHeavy负责将星舰的上面级送入太空,然后自己返回发射台,等待下一次使用。因此,在SuperHeavy上有着陆腿和四个栅格翼,栅格翼将用于返回时的气动控制。

与上面级分离后,SuperHeavy会自己返回发射台

星舰的上面级是飞船,这个飞船也被称作Starship,即星舰,也可以重复使用。这次测试的SN8,就是星舰的上面级。它直径为9米,高50米,使用6个甲烷/液氧猛禽发动机,其中三个用于真空环境,三个适用于海平面环境,也就是用于降落。星舰采用垂直降落的方式,因此上面有小翅膀,来做气动控制。

星舰降落的场面想象图

马斯克对星舰的要求是:降落达到航空级的安全性;落地后不用整修能快速投入下一次使用。要实现这样的要求,最重要的是解决返回大气层的散热问题。为了尽量少地使用容易损坏的防热瓦,星舰使用两层不锈钢,并在两层不锈钢之间通过流动的液体散热。

星舰和SuperHeavy在一起

看到这里,不知道大家明白没有,为什么马斯克说,星舰150吨的载重能力,成本只有区区的200万美元,因为所谓的成本就是个燃料费用。当然,星舰本身有一个建造费用。马斯克的想法是大规模批量生产,从而大幅度降低成本。而且不锈钢材料本身也不值啥钱。按照马斯克的打法,这是要把星舰做成航天时代的大众交通运输工具。

星舰在火星降落想象图

马斯克大批生产星舰,这是要干什么呢?真的是为了殖民火星吗?星舰不仅仅可以用登火、登月的一个用途,马斯克设想了星舰的另一个重要用途:坐火箭完成地球上的点到点旅行,即所谓的earthtoearth。

马斯克设想的地对地太空旅行模式

举个例子,从纽约到上海的话,飞行距离大约14000公里,需要将近15个小时的飞行时间。马斯克设想在海上设置发射平台,乘客坐船到火箭发射平台。火箭起飞后进入太空,然后火箭在上海降落,行程耗时39分钟。世界上主要城市之间乘坐星舰飞行,最远的飞行时间一般不超过40分钟,近距离的时间更短。比如香港到新加坡,飞行时间大约4小时,坐星舰22分钟。

最大的客机直径

若论载客的话,星舰内部空间不小,9米的直径比最大的客机A380还要粗。内部空间体积为1000m3。A380客舱总面积470平方米,按照最大密度安排座位,可以载客893名,通常载客555人。星舰以9米直径,50米高度,内部多层安排座位,载客能力可以类似于A380。假定500名乘客每人收费1万美元的话,对比200万美元的成本,应该有得赚。

未来的星舰发射场

出得起一万美元的人很多。会不会有很多人愿意坐呢?

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星舰和火箭的区别
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