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[科普中国]-美国用运载火箭构建快速运输系统靠谱吗?

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众所周知的是,太空探索技术公司(SpaceX)与他的创始人埃隆马斯克一直在致力于建造更大更先进的火箭。

公众们似乎更为熟知SpaceX的猎鹰九号和重型猎鹰火箭,但这两型火箭的运载能力都不足以把大型载荷送入火星转移轨道,而真正肩负起把太空远航任务的火箭是鲜为人知的BFR火箭。

BFR计划在重型猎鹰火箭发射之前就已经公开,在原计划中,BFR火箭被称为ITS——行星际运输系统,并被设计为可以使用单一飞船将数十人运送至月球、火星甚至外行星轨道。

图中左数第四个为BFR火箭,左数第五个则为原计划ITS(来源:wiki)

最近,BFR火箭再一次修改,并缩小了体型,降低了运力,现在的BFR由第一级的BFR运载火箭和上面级BFS飞船组成。但其主要目标并没有发生变化,但还增加了次要目标——地球轨道上的快速运输工作。而正是这一点,让美军也开始注意到了BFR火箭在军事上的卓越用途。

事实上,许多人都不看好SpaceX的BFR火箭计划,毕竟在这项计划中需要制造一个超重型火箭,并且要求这个火箭可以回收。而在飞船方面,无论是在轨加注还是超大型深空飞船都是“难以想象的工程奇迹”。

对于技术性的主要质疑来自于其一级火箭具有过多的发动机,但是随着同样拥有数十个发动机的重型猎鹰火箭成功发射,更多的人开始转而质疑SpaceX没有足够的资金去研发这种超级火箭。

SpaceX也的确很担心这方面,他们开始强调BFR超重型火箭的其他方面的作用。一方面,他们表示BFR火箭可以将大量物资运送至月球轨道,并希望加入“深空之门”月球轨道空间站计划。

图为降落在月球上的BFS飞船想象图(来源:SpaceX)

另一方面,SpaceX公司还试图让BFR变成一种亚轨道运输载具。SpaceX公司在官网上发布了一个视频,内容展示了从纽约起飞的BFR火箭在短时间内把乘客运抵上海,这几乎就是传说中的乘坐火箭上下班了。

图为SpaceX在演示视频中的航行公告板(来源:SpaceX)

SpaceX公司之所以处心积虑的扩大BFR火箭的用途,就是为了拓展用户,让更多人使用BFR火箭,扩大其产量从而均摊研究成本。

乘火箭上下班看起来虽然很滑稽,但是并不能代表SpaceX公司的计划无法实现。首先是价格上的问题,传统火箭的单次发射价格就能达到近一亿美元,但是SpaceX公司的所有火箭都在国际市场以便宜著称——使用快速复用技术的BFR运载火箭单次发射价格有望降低至仅仅数千万美元。这一数字再由飞船中的一百多位乘客分摊,其单次航班的价格与洲际航班的头等舱价格也相差无几。

第二点是时间,SpaceX公司在官网上显示了预计时间,还贴心的把传统航空飞行的时间标注在旁边。SpaceX公司认为许多的有钱人会多花一点钱来乘坐BFR火箭,从而节约时间,或者避免长途飞行的劳累。

图为SpaceX公司给出的BFR执行亚轨道运输时的所需时间(来源:SpaceX)

不过,各方目前对此反应冷淡,因为火箭发射还有一个很大的问题——起飞和降落段会有非常高的加速度,只有身体强壮的人会安然无恙。

不过,正有这么一群人,身体又强壮,又有钱,最关键的是他们缺少时间,他们就是美国军队。

BFR火箭具有将人员和物资在一个小时之内运输到地球的任何一个角落的能力,这正好贴合了美国军队目前所需要的全球快速打击能力。

美国空军机动司令部的卡尔顿埃弗哈特将军曾访问SpaceX公司,并探讨了关于使用运载火箭运输军用物资甚至作战人员的问题。

一枚BFR火箭可以将超过一百吨的物资运抵目的地,而这足以让一整只部队战斗数天之久。而且让这东西降落也并不复杂,他们只需要使用混凝土修建一个足够平整,大小相当于直升机降落场的火箭着陆场。在速度上,如果已将物资提前放置于近地轨道,那么从下达命令到物资着陆仅仅需要十五到二十分钟。相比之下,传统运输机不仅速度缓慢,还需要专门的野战机场,甚至还有可能被敌军防空力量击落。

但是,BFR即便是最便宜的火箭,那也是传统运输机运输费用的数十倍。或许美国只有在“救火”的时候,才会动用这种火箭,用昂贵的价格换取最快的速度,并最终达到美国“全球打击”的目的。

出品:科普中国

作者:矛隼工作室

监制:光明网科普事业部

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