北京时间8月3日凌晨2时48分,NASA宇航员Robert Behnken 和 Douglas Hurley乘坐载人龙飞船,溅落在佛罗里达彭萨科拉(Pensacola)海岸,SpaceX也随即完成了首次商业载人任务,也是一次新的里程碑。
自从火箭诞生,失败率一直很高,尤其是载人航天,需要承担着巨大的风险,历史上有数十名航天员因此丧命。但是探索太空一直是我们这些人类的梦想,尤其是好奇外太空是否也存在智慧生物,是否跟人类长的一样,能回答这些疑问的,只有运载火箭,这期长图就给大家介绍下火箭的发展史和里程碑。
第一位进入太空的苏联飞行员——尤里·加加林
火箭时代伊始
第二次世界大战中,德国作为军事科技霸主,在海陆空作战武器上几乎都占着绝对优势,并且首次使用V2火箭作为导弹用于远程轰炸,因为V2是第一个进入太空的人造物体,因此也被认为是世界上第一个航天器。战败后的德国,大量的V2火箭和科学家被美苏瓜分,这也成为了两国后来能够发展火箭科技的基础。
到了上个世纪50年代,苏联和美国利用掠夺来的导弹技术基础,研制了一系列的火箭,但失败率相对较高,进入50年代末期,火箭技术有了较大提升,尤其在火箭推力上已经可以搭载人造卫星了。斯普特尼克1号,又称卫星1号在1957年由苏联发射成功,成为第一颗进入太空的人造卫星,还引起了当年的华尔街小规模股灾(不过可能没有今年的美股熔断这么可怕),这直接导致了美苏两国太空竞赛正式拉开序幕。
到上个世纪60年代,太空竞赛进一步升级,为了提升更大的荷载量,重型火箭应运而生,我们熟知的阿波罗计划就是通过土星5号火箭完成的,那句“这是个人的一小步,却是人类的一大步”就是在阿波罗11号完成登月计划时诞生的。这一壮举也反超了一直处于领先的苏联人,当然,代价就是花费了巨额资金。苏联的N1火箭4次试验均以失败告终(这个火箭的连接结构看着就不像结实的样子),最后也放弃了这一计划。
没错,阿姆斯特朗就是这么在月球上行走的
趋于成熟的技术
进入70年代,运载火箭技术趋于成熟,许多国家都有发射人造卫星的需求。欧洲便诞生了ESA(欧洲空间局)这样的组织,成员国共19个国家,另外还有位于北美的加拿大作为准成员国,其发射中心位于南美北部的法属圭亚那。其主要的发展方向是深空探测而非载人航天。
除ESA外,已经具备运载火箭发射能力的国家有苏联/俄罗斯/乌克兰、美国、法国、日本、中国、英国、欧洲空间局、印度、以色列、伊朗、朝鲜和韩国,其中乌克兰只具备火箭制造能力,但不具备火箭发射条件。其它各国有人造卫星发射需求,都是委托以上国家进行发射。
1981年,美国率先发射了哥伦比亚号航天飞机,并将施放卫星的画面展示在世界面前,直接引起苏联恐慌,认为航天飞机可以把自己的人造卫星都捕获走,于是也迅速研制自己的航天飞机。而后,美国的其它航天飞机均以历史上的著名观测船来命名,比如发现号、挑战者号、亚特兰蒂斯号,发射飞行了上百次。
航天飞机的设计之初,是想兼具飞机的双翼,在返回地面的时候,通过滑翔来减少下降速度,从而增加安全性,但这种200万个零件组成的复杂系统,反而有可靠性比较差,美国有14位航天员都是在这上面丧生的。苏联也仅仅发射过一架暴风雪号,并且没有搭载宇航员,苏联解体后,相关技术全部归属哈萨克斯坦,由于没有资金支持,也宣告终止。2011年美国所有的航天飞机全部退役。
中国火箭技术什么水准
中国的航天科技起步较晚,毕竟没有美国苏联抢夺德国后的技术优势,但是在钱学森领导的科研团队努力下,数年后成功发射弹道导弹(东风-1),1970年中国第一颗人造卫星“东方红1号”也搭载着长征1号发射成功,使中国成为苏联、美国、法国、日本后,第五个具有独立发射人造卫星的国家,并且在之后的数十年,运载火箭技术也趋于成熟。
有生之年可以太空旅行?
2002年,一家并不被看好的公司SpaceX(美国太空探索技术公司)创办,目标是降低太空运输成本,并进行火星殖民。前面介绍过,运载火箭的研究往往投入巨大,即便是在最为强盛的超级大国,耗费的研发费用也是非常巨大的,一家民营公司想要研发低成本的运载火箭,并成为一家太空运输公司,大部分人都会觉得这个人疯了,然而这位投资创办了Paypal、特斯拉汽车的Elon Musk,用了10几年的时间,确实做到了。
其主要型号猎鹰9号运载火箭,首次完成了运载火箭回收的技术,要知道,以往发射的火箭随着1、2级火箭脱离,直接落入大海,而猎鹰9号的一级火箭在脱离后可以自动返回回收点,在回收工作常态化后,火箭发射成本会降低99%!下面就看看猎鹰9号重型火箭的结构。
猎鹰9号重型,比猎鹰9号(9台梅林)多了18台梅林发动机,而载重量从22吨提升到了54吨,但价格仍比其它的火箭发射公司要低廉很多,6000万美元起,而竞争对手的报价最低也要1亿美元起。
今年5月31日,很多人的朋友圈被一条消息刷爆,就是猎鹰9号第一次载人飞行,而搭载的飞船就是下面这架“龙飞船”,两名宇航员将于7月底完成国际空间站的任务后返回地球。这也是近10年来美国NASA首次使用本国太空飞船运送宇航员(之前都是委托俄罗斯搭载,每个座位收取8000美元),这一天的发射创造了诸多第一。
移民火星
今年8月,SpaceX将试验发射星际飞船,如果一切顺利,未来这款飞船将频繁往返于地球与火星之间了。
马斯克(Elon Musk)说:
SpaceX有能力在2050年之前将100万人送上火星
还有30年的时间,可能以前只能在科幻电影里看到的画面,已经变得如此迫近,有生之年你会搭载星际飞船感受一次太空旅行。
最后为大家放上SpaceX的短片,分别为猎鹰9号发射回收以及载人龙飞船完成62天的任务后,重返地球的画面。
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