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火箭20人球衣号码全部确定!考辛斯穿回15号,伍德穿几号?
据《休斯顿纪事报》记者费根报道,火箭训练营的所有球员号码均已敲定,除了姚明已经退役的11号,0号到17号均有归属。让我们来讨论一下。
具体号码如下:韦斯布鲁克0号,努瓦巴1号,托马斯2号,克莱蒙斯3号,豪斯4号,卡波科洛5号,小马丁6号,伍腾7号,泰特8号,琼斯9号,戈登10号,布朗12号,哈登13号,格林14号,考辛斯15号,麦克勒莫16号,塔克17号,奎因21号,格兰特25号,伍德35号。
火箭的0号属于韦斯布鲁克,考辛斯没有延续他在鹈鹕和勇士所穿的0号,穿回了国王时期的15号。另一位新援伍德则选择了35号,此前效力的五支球队中,伍德也都穿35号球衣。
费根贴出的名单上,也包含了球员们的位置、身高、体重、大学和NBA球龄等资料。火箭的20人名单中,一共包括5名新秀,NBA球龄最长的是杰拉德-格林(13年),韦少(12年)、戈登(12年)、哈登(11年)、考辛斯(10年)是其他几位NBA球龄达到两位数的球员。
身高方面,考辛斯和伍德都是2米08,但体重上,考辛斯要重了不少。火箭的20人名单中,19人是美国球员,只有卡波科洛来自巴西。年龄方面,全队年龄最大的是出生在1985年的PJ-塔克,而年龄最小的是出生在2001年的小马丁。
火箭的季前赛赛程也已经敲定,具体的时间安排是12月12日上午9点客场对阵公牛,12月14日上午9点客场再战公牛,12月16日上午9点主场迎战马刺,12月18日上午9点主场再战马刺。
旅行者2号来到182.7亿公里外,送回的数据让人失望,有害射线大增
在公众的普遍印象中,人类似乎一直在努力 探索 宇宙空间,从上世纪开始,就不停地往天空发射火箭,今时今日将人送到太空中也只是一件稀疏平常的事情。目前看来太空 探索 发展得很顺利,有些人可能会产生一种错觉,认为太空 探索 好像不怎么难,相信我们未来必将征服宇宙。
但现实是,人们越 探索 深空,越是被深空的无垠所震撼,在这用光年也无法丈量的空间中,我们实在是太渺小了,就连 太阳系在宇宙中也渺小得像一粒微尘 。
目前我们主要 探索 的目标还只是太阳系这粒微尘中的 月球和火星 ,整个地球真正离开太阳系这粒宇宙微尘的,就只有 旅行者一号和旅行者二号 这两个无人航天器。
而它们离开太阳系所用的时间是—— 42年 ,仅看时间跨度就足以证明太空 探索 的前景不容乐观。而且两个航天器都带有一些数据探测的仪器,它们将收集到的数据传输回地球让科学家们更好地掌握星际间的情况。
但是离开太阳系的范围后,传输回来的数据让人大跌眼镜, 太阳系外的环境比我们想象中的更为恶劣。
如果只是说起 旅行者2号 这个名字,想必很多人根本对其没有多少印象,因为这个航天器实际上是上个世纪发射到太空中的。1977年8月20号旅行者2号发射升空,16天后,它的孪生兄弟旅行者1号也跟着离开了地球。
两艘旅行者航天器的主要任务就是要 近距离看看太阳系各个星球,在这个过程中加速到第三宇宙速度,最后脱离太阳重力的束缚前往星际空间的。
虽然旅行者2号先出发了16天,但由于旅行者1号设定的速度更快一些,于是1号于2012年8月25日就已经成功到达太阳系边缘,脱离太阳的束缚,成为 第一个到达星际空间还没失去联系的飞行器。
但由于旅行者1号设定的飞行速度太快,甚至达到 17.062公里每秒 ,导致到达太阳系边界时, 航天器挂载的大多数仪器都出现了问题,许多相关数据根本无法探测。
旅行者一号还保持运作的仪器基本上只剩下 探测宇宙射线、电子能量分布和磁场 这三方面的功能。
而一开始将航天器分为一号和二号的主要原因是 让两台航天器从不同的方向脱离太阳系,获取太阳系外两处位置的数据 ,这样能更好地进行比对,能让科学家们更加清晰地掌握太阳系的实际状况。
在六年后, 2018年12月10日 ,速度慢许多的、只有 15.56公里每秒 的旅行者二号终于穿越太阳重力和太阳风的束缚,进入星际空间。
在离开太阳系之前,旅行者2号成功路过 木星、土星、天王星、海王星 ,并且近距离收集了这些行星的各种数据,还顺便研究了行星的卫星,甚至给他们都拍了照。这些数据与图片为科学家们对太阳系的研究提供了很大的帮助。
言归正传,从另外一个位置突破太阳系束缚的旅行者2号因为其速度比较慢,身上能用的仪器更多,但旅行者2号虽然收集到了数据,却无法将数据传回地球。
因为 地球原本用来给旅行者联系的三台大型太空通信设施有两台都位于北半球 ,而旅行者2号却位于南半球的正前方,因此 只能依靠位于澳大利亚的堪培拉太空通信设施进行联系和控制。
但是由于澳大利亚那台设施不够先进, 无法接收到远在太阳系外的信号 ,最终用时8个月才终于将其升级。
由于此时旅行者2号已经距离地球有 165个天文单位 了,换算成公里的话就是 246亿公里 ,即便是光速的通信电磁波也依然需要 十六个小时 才能送达,一来一回间就需要三十多小时。最终在2020年10月30号,地球再次接受到旅行者2号的回应信号,和那在星际空间中检测到的数据。
但这久等的数据却让科学家们大失所望。
星际空间外的情况究竟怎样?2019年10月,美国宇航局科学家根据飞船保留下来几个有效载荷记录读数,计算出 旅行者2号已经离地球约182.7亿公里远,与太阳的距离在182.58亿公里左右,在此处,源自太阳日光层的带电粒子下降至2.2,来自星际空间的粒子激增至2.4。
数据表明,在星际空间外的 宇宙射线远超太阳系内的水平 ,这意味着在人类如果想突破星际空间离开太阳系,首先需要面对的就是这严重超标的宇宙射线,巨大的阻碍令人感到失望。
如果仅看名字,我们肯定会想当然地将宇宙射线当成是辐射的一种。但 辐射只是一种性质与光线、电磁波等存在一模一样没有任何质量的能量体。
科学家们之所以将其命名为 宇宙射线 ,正是一开始将其误认为电磁波的一种,但随着研究才渐渐明白, 宇宙射线其实是在太空环境中被加速到无限接近光速的带电高能亚原子粒子。
这些粒子是有质量的,也是致命的。 在地球上,曾经有一位科学家布格斯基因为意外将头伸进了大型强子对撞机中,被人造的高速粒子穿透头部,他的半边头部瞬间肿胀起来,并且导致受撞击的半边脸部完全瘫痪。万幸的是布格斯基并没有因为此次事故出现生命危险,如今仍然健在。
仅一颗高速粒子就造成如此严重的后果,而太阳系外面的宇宙射线十分密集, 这些宇宙射线有89%单纯的质子、10%氦原子核、1%重元素 。这些被加速到接近光速的微小粒子将会对每一个出现在太阳系外的生物进行无差别打击。
其实宇宙中的物质都可以在这些宇宙射线不断的撞击产生的,比如 高速运动的质子撞击到宇宙中随处可见碳元素的原子核,被撞散的原子将会重新形成元素序列更低的元素,比如锂、铍、硼都有可能在碳元素被撞击后产生。
细心的朋友不难发现,这种宇宙射线对物质的撞击十分像原子弹中的 核裂变, 实际上也的确如此,可以说物质出现在星际空间中,时刻都要面临着这种小型核裂变的冲击。
而组成生命的主要元素,其实也是以碳元素为主,大家仔细想想,如果身体中的碳元素都变成了锂铍硼,那身体还能继续运转吗?显然是不能。
即便是穿上宇航服, 以现在的技术也根本防御不住这种无限接近光速的粒子 ,因此科学家们才感到十分失望,这些数据证明了我们 人类现阶段不可能跨出太阳系之外 。
这时就有人要问了,严格来说我们人类也属于宇宙中的一部分,为何太阳系外的宇宙射线不会影响到我们现在的生活呢?
其实根本的原因在于 我们生活在层层保护中。 首先大家也知道,在月球和太空站中都有人类的足迹,宇航员们在太空中并不需要太担心宇宙射线的问题。这都是因为第一层保护的存在—— 太阳风 。
太阳是一个时刻散发出光和热的恒星, 它的热量主要来自于大量氢元素在核聚变中产生的 ,在散发光热的过程中,无数的等离子体像宇宙空间散发,这些等离子体来到我们的身上时就变成了暖洋洋的阳光,从宇宙上看就像是太阳向整个太阳系吹风。
宇宙射线中的高速粒子在接近太阳系时,就会很大概率撞上太阳风中的等离子体然后消散,只有极少数的宇宙射线能避开太阳风,进入到太阳系中,总之 越接近太阳系中心,宇宙射线就越少。
即便如此,在近地轨道执行任务的宇航员们仍要面对 76倍 的辐射,这些辐射全都是由漏网的宇宙射线造成的,还好仅仅76倍的辐射,现在的宇航服还是可以防御住的。
而生活在地球表面的我们,除了有太阳风的保护,还有强大的 大气层 保护, 宇宙射线进入太阳系靠近地球后直接被密集的大气原子给拦了下来,在撞击大气原子时还会生成亚原子粒子。
科学家们也会通过这种现象研究微小粒子的构成与性质,比如宇宙射线撞击大气时时常会产生 μ子 ,这种亚原子粒子其实就是狭义相对论中预言到的一种粒子。
科学家们至今仍旧无法确认这些密集的宇宙射线是如何产生的,有研究认为,宇宙射线其实是 黑洞、中子星、脉冲星 等高能天体的运动中产生的,但并没有实际的证据证明。
无论宇宙射线是如何产生的,它在太阳系外密集存在是不争的事实,甚至在接近太阳系边缘时宇宙射线的危害就不容忽视了,这让人感觉我们只能生活在太阳系这个保护层中,出了太阳系就只有滚烫的岩浆。
目前人类无法制造出任何长期有效抵御宇宙射线的物质和装备 ,因此我们对太阳系的 探索 可以说是将要止步于此,但总有一些不甘心的科学家,提出了一些可能可以抵御宇宙射线的方法:
既然太阳风可以抵御宇宙射线,那么我们就可以沿着这个思路进行研究,只要有一个 可以向外散发密集能量的设备 ,应该能成功抵御大部分宇宙射线的冲击。
但是这个方案的缺陷在于小火箭官方下载, 能抵御宇宙射线的能量,本身是一种十分危险的辐射 ,这同样对宇航员的生命安全有威胁。
像著名的电影《 星际穿越 》一般,人类的主要星际穿越方式是通过虫洞穿越来进行的。既然可以直接穿越到达目的星球,又何必冒着危险穿越可怕的星际空间呢?
但遗憾的是,现阶段也是没有任何支持虫洞穿越可行性的理论,现在看来这个方案也只是异想天开而已。
其实以我们目前的 科技 水平,仅仅是去往太阳系边界就需要飞行几十年,这对任何一个人类来说都是一场无法接受的持久旅程。
当我们要考虑太阳系以外的空间时,我们首先要能做到有能力在较短时间内到达那里,否则一位年轻的宇航员去到太阳系边界时都已经变成一位老者,这样的旅行将没有意义。
而当我们有能力将人送往那么遥远的地方时,那说明我们的 技术水平将远超现在 ,现在困扰着我们的宇宙射线也将不再是无法解决的难题。
目前我们主要的研究方向还是 如何在月球和火星上建立基地并从中获取资源 ,距离太阳系外的星际空间还十分遥远,也许未来将会发明出我们现在无法想象的 科技 ,也许并不需要为未来的人们太过担心。
中国天舟二号飞船连续2次推迟发射,究竟是出了什么问题?
中国天舟二号飞船连续2次推迟发射,究竟是出了什么问题?中国天舟二号飞船连续2次推迟发射,有一些因素已经全部公布,也有一些没有公布。不过我们大致可以推论一下,毕竟火箭发射主要就是三个方面问题。朋友们可以参考下面答案,一起来探讨:
第一、中国天舟二号飞船连续2次推迟发射,第一次是因为场地的喷淋系统出现了问题:
这个推迟原因,估计很多小伙伴不是十分了解,那么什么是喷淋系统,给大家具体介绍一下。其实喷淋系统全称是“点火过压保护/噪声抑制系统”第一次中国天舟二号飞船发射期间,科学家发现噪音分贝达到220,人类听到最大声音是140分贝,所以在这样的一个强大噪音面前,将会给人类带来巨大的伤害,所以说必须要把噪音降下去,才能够安全开始操作火箭发射。一般来讲,想要降低噪音,就需要用更多的方法来进行减压。比如喷水,就是一个最主要的方法,所以说为了更加安全,进行火箭发射,因此才做出了推迟决定。我国发射火箭,需要进行一系列的安全保障,这对于工作人员和我国的技术人员是一个非常好的保护。所以第一次火箭发射推迟,就是因为整体的噪音问题。这一点在全世界各个国家火箭发射的时候,都会经常遇到延迟时间也是非常正常的事情,所以根本不需要惊讶,因为没有什么技术问题,也没有什么太多的发射问题,仅仅只不过是一些噪音问题而已。
第二、第二次推迟情况没有公布,不过很可能是天气因素:
第二次发射原因并没有全面说明,因此我们也不知道具体的一些分析。首先来说就是天气因素,因为火箭发射期间,如果天气并不是非常好,或者说遇到了一些不能确定的气候问题,这时候为了保证安全,就需要停止发射。根据现在情况来看,气候因素应该占据重要方面,毕竟如果气候不适宜的话,发射的安全保障就会减弱。因此,我国科学家推迟这方面的发射,也是可以理解事情。气候方面问题,不需要大惊小怪,在全世界发射场地上都遇到过类似情况,都做过类似推迟,所以这也是一个非常正常现象。
第三、当然还有一种推迟发射可能性,也就是场地准备问题:
还有一方面原因,就是场地因素,这方面也是会影响火箭发射进程。由于场地设施或者是一些其他因素造成了火箭发射,必须推迟,这也是为了保证安全,所以不需要有什么惊讶的地方。我国天舟二号飞船推迟发射之后,很快就会重新进行准备,所以说,相信在未来几天,我国天周二号飞船应该会正常发射成功。
土星5号,人类火箭巨无霸
土星5号火箭的研究背景很简单:60年代,火箭运载能力已经成为限制美国航天发展的最核心因素。
因为60年代,美国航天发展最重要的目标是阿波罗登月。正如肯尼迪总统1961年在莱斯大学演讲时说的那样:“我们选择登陆月球,不是因为它简单,而是因为它真的很难”。
当时,为了阿波罗登月,一系列辅助工程上马。
1961-1965年,9个游骑兵(Ranger)任务,全方面获得月球表面情况。
1966-1967年,5个月球轨道器(Lunar Orbiter)任务,重点勘查适合载人登陆的区域并绘制出详细地形地貌图。
阿波罗12号任务时降落地点就在为它做前期准备的测量员附近,也造就了人类两个航天任务在月球表面相遇的神奇纪录
1966-1968年,7个测量员(Surveyor)任务,着陆器直接降落月球,获得未来阿波罗载人登月着陆地区的第一手资料,其中5个任务着陆成功。
1964-1966年,12个双子座(Gemini)载人航天任务,验证了出舱行走、交会对接等核心技术,所有的阿波罗登月宇航员都是这个项目培养出来的。
也就是说,在阿波罗登月之前,NASA(美国国家航空航天局)已经完全了解了月球着陆区的环境、相关的载人航天技术都储备完毕。例如,阿姆斯特朗在双子座8号任务时成为世界首个完成航天器交会对接任务的人,登月第一人的资格足够。
但是,当时还有极其重要的一个环节:怎么过去?火箭怎么办?
登月远比地球附近的载人航天复杂,近地轨道运力几吨、几十吨的火箭远远不够,火箭成为限制载人登月方案的最大因素。
当时总共有四种方案。1.月球直接往返;2.月球表面集合,用重型火箭分两次任务发射;3.地球轨道集合,用大中型火箭多次发射,在地球附近组装后载人登月;4.月球轨道集合,飞船到月球后,一部分登陆,一部分留轨。
选择第4种方案的阿波罗飞船实际上也由4个部分组成
第1种方案要求重达4000-5000吨级别的火箭,实在太难,人类也许在阿波罗登月后100年内都不会造出来。因为我们在登月50年后,连土星5号级别的火箭都还没造出来;第2种,对月球着陆技术要求太高,几乎不可能;第3种,当时交会对接技术还没突破,多次对接风险也特别大。最终,阿波罗载人登月选择了方案4,它需要一枚近地轨道运力达到140吨级、月球转移轨道运力达到45吨级的火箭。
冯·布劳恩站在他的得意作品土星5号“前”
任务最后落到了冯·布劳恩团队头上,这位在二战结束后被“回纹针”绝密行动带回美国的德国火箭专家事后也被证明是人类史上最伟大的火箭科学家、没有之一,他在二战后几乎主导了美国所有火箭的研发。1961年登月计划公布后,他们获得天量的资金。
那时候,钱不是问题,问题是能不能把“问题”解决。冯·布劳恩团队不负众望,在他们此前的研究基础上,最终给出了土星A(Saturn-A1,Saturn-A2)、土星B(Saturn-B1)和土星C(Saturn-C1、Saturn-C2、Saturn-C3、Saturn-C4、Saturn-C5)的庞大土星系列火箭家族。当然,冯·布劳恩还提出了C8这个型号,它理论上可以完成直接登月、直接返回(前文方案1),不过以当时的资源、甚至今天的资源都很难实现。
土星是个庞大的载人火箭家族,只不过土星5号(C5)实在太出名掩盖了其他的光辉
人们常说的土星5号,就是指Saturn-C5这一个型号。
土星5号的很多指标是非常惊人的,它的总重量约为2970吨,最大直径10.1米,高度110.6米,近地轨道运力140吨,地月转移轨道极限运力48.6吨。以中国现役最强火箭长征5号对比而言,长征5号总重量约为867吨,最大直径5米,高度57米,近地轨道运力25吨,地月转移轨道运力8吨。
那个时代孕育了多么恐怖的钢铁巨兽,可见一斑。
火箭第一级总重约2290吨,其中壳体和发动机质量仅为130吨,2160吨都为燃料,为液氧煤油,发动机工作时间标准流程为165秒,发动机总推力达到了惊人的3510吨!第一级平均每一秒燃烧13.1吨燃料,换算成汽油差不多够一辆百公里油耗10升的小 汽车 围绕地球赤道开4圈半!
第二级总重约496吨,其中壳体和发动机质量仅为40吨,456吨都为燃料,为液氧液氢,发动机工作时间标准流程为360秒,发动机总推力为514吨;对于第二级消耗的燃料(液氧液氢能量密度是液氧煤油的1.6倍左右),足够开车绕地球赤道250圈。
第三级总重约123吨,其中壳体和发动机质量仅为13吨,110吨都为燃料,为液氧液氢,发动机工作时间标准流程为两次共计500秒,发动机总推力为100吨。第三级的燃料够开车绕地球60圈。
美丽的《地出》来自阿波罗8号任务,人类首次到月球附近,阿波罗11号时才着陆
更惊人之处在于,这个火箭的可靠性也是很高的。1967年11月9日,阿波罗4号无人测试任务,土星5号成功首飞。但是,1968年的12月11日,它就已经送阿波罗8号乘组前往月球,他们也拍下来载入史册的经典图片《地出》,这是人类首次从月球看地球。从1967年到1973年,土星5号火箭完成了13次发射任务(12次阿波罗,1次天空实验室)。除了阿波罗6号无人测试时出现了发动机技术问题、但并未酿成大祸,其余都是完全成功,运送了24人前往月球,最终12人登陆月球。
这12人也因而被命名为新物种:能生存在地球和月球的生物。
土星5号对比N1(右)
相比较而言,苏联同时代的登月火箭N1却反复遭遇失败,连续4次试射均在升空后不久爆炸,成为人类载入史册的最强人工(非核)爆炸,苏联最终退出登月竞赛,秘密开始载人空间站计划,也就是礼炮1-7号共计9个空间站(7个成功)。礼炮1号在1971年4月19日秘密升空,随后震惊世人,美国在载人空间站领域被苏联超越。
此时,又是土星5号脱颖而出,把天空实验室空间站(Skylab)送入太空。这个空间站的设计逻辑可以这么简化为“来不及了,还设计啥空间站,直接把土星5号的最上级装大量仪器不就行了,做个百吨级的空间站够用么?而且所有仪器你地面都装好,不用蚂蚁搬家往天上运,反正我们能一次发上去!”。至于载人飞船,则使用阿波罗18-20号飞船,这几个原计划登月的任务在后期被取消。
从各方面指标来看,天空实验室都远超礼炮系列空间站
1973年5月14日,天空实验室升空,它由土星5号的第三级S-IVB改造而来,有轨道舱、空间望远镜、对接舱、气闸舱、服务单元、仪器单元等部分,空重77吨,对接阿波罗飞船状态下超过90吨。内部加压空间超过351立方米,相当于一栋巨大的房子飞在空中。载人对接任务时,甚至不需要用巨大的土星5号火箭,用近地轨道运力在20吨的土星IB火箭发射阿波罗飞船即可。
相比较而言,苏联首个空间站礼炮1号重18.4吨、加压空间99立方米。
强大土星5号火箭的存在,使得美国立即又在空间站领域赶上并超过苏联。但是,在70年代后,土星5号还是遗憾退役了。有一系列原因。
首先,它实在太贵了。以1960-1970年代的美元计,土星5号研发费用是64亿美元,一次发射的价格就是1.8亿美元,那个年代的1.8亿美元大概可以等同于今天的12亿美元。
其次,应用需求不再。美国靠着这个火箭,登上月球,在太空竞赛中制霸苏联,在冷战中占据先机,在东西方两大阵营对抗中重夺主动权。但1975年前后独立ip节点购买,苏美签订了一系列协议,中止太空竞赛,双方砍掉了大量航天项目,尤其是需要重型火箭的任务,土星5号一下失去了需求。
苏联解体后,更没有需求。
土星5号创造了人类火箭天顶 科技 ,那是特殊政治的时代、不计成本的投入、深厚积累的技术等一系列原因共同促成的,如今很难再有机会达到当年那个状态了。
如果刻意追求复现甚至超过土星5号,是极其不明智的决定,时代变了。
NASA在研的新一代重型火箭太空发射系统和猎户座飞船同样昂贵,目前研制花费已经近400亿美元
目前,世界各航天大国都在“慢慢来”,NASA的太空发射系统、SpaceX的大猎鹰火箭、蓝色起源的新阿姆斯特朗、俄罗斯的新联盟和安加拉、中国的长征9号都处在在研或论证阶段,它们的最终设计目标都是达到土星5号的级别,但达到这种成熟版本预计都会在2030年以后。
也就是说,土星5号成功后,60多年内都没有对手。
而要想超过土星5号,例如达到曾经的土星C8级别,就目前的环境来看,阿波罗登月后100周年纪念时能实现就已经是人类航天的新奇迹。
世界上最大的火箭发动机
航天水平技术在一定的程度上也代表了国家军事方面的发展力,从上个世纪开始,许多国家都在大力发展航天事业,那么世界上最大的火箭发动机是什么呢?下面是我推荐的火箭发动机相关内容,欢迎阅读参考!
世界上最大的火箭发动机
RD-170火箭发动机是人类有史以来研制的推力最大的多燃烧室液体火箭发动机。这款拥有4个燃烧室,1台涡轮泵和2个预燃室的发动机的海平面最大推力为740吨。很多人想要比较土星5号火箭的F-1火箭发动机(有关F-1火箭发动机,详见小火箭微信公众号 文章 《F-1:史上最强的单燃烧室液体火箭发动机》)与苏联的RD-170火箭发动机。
F-1是世界上推力最强的单燃烧室发动机,而RD-170则是世界上推力最强的多燃烧室发动机。它们的主要性能的对比情况如下:
可见,RD-170火箭发动机比F-1火箭发动机重16.8%。其海平面推力比F-1火箭发动机大8.8%,真空比冲高11.2%。从燃烧室压力的角度来看,RD-170令F-1难以望其项背,RD-170的室压是F-1的3.5倍。关于燃烧室压力的问题,小火箭在下文将会详细论述。
RD-170发动机项目的由来
每一款大型发动机的背后,通常都会有一个巨大的项目需求,这个项目或是承载了一个国家的梦想,或是准备突破多年以来的技术局限。RD-170火箭发动机的背后,当然也少不了大型项目的支撑。
没有任何一个神奇的装备不是由一项国家项目撑起来的,如果不够的话,那就来两个。
RD-170火箭发动机的研发,得益于两个项目:天顶号火箭和能源号火箭。
苏联在1970年代开始了一个野心勃勃的大型运载火箭系列计划,准备以同一款大推力火箭发动机为基础,发展多种发动机型号和运载火箭型号。这个计划进行地比较顺利。实际上,天顶号火箭是苏联解体前发展出来的技术含量最高的一款火箭。上图为正由轨道运载器运到发射台的一枚天顶号火箭。注意,火箭尾部的四个大喷管属于同一台RD-170发动机。
负责这个火箭项目的设计局值得一说。天顶号是由导弹设计大师米哈伊尔middot;库兹米奇middot;杨格尔牵头成立的南方设计局的项目。虽然该设计局(苏联内部代号586设计局,或者按某些地方的习惯,叫做586所)在接手天顶号火箭项目的时候,所长杨格尔已经去世5年了,但是他的副手完全有能力把设计局撑起来。
这个人便是杨格尔的学生、副手:弗拉基米尔middot;乌特金。他是包括SS-18撒旦洲际弹道导弹在内的多款导弹的总设计师。其脱密后,被后人尊为苏联导弹“教父”。
乌特金提出了天顶号火箭的最大技术特点:火箭具有环境友好性,且具备超强的载荷能力,还要让发射工序实现完全无人化。火箭被机械装置自动吊装在发射台上并连上地面控制管线,其后在发射准备、点火或因发射任务取消而须从发射台上撤下时都不需要进行手动操作,从而大大减少了因发射事故导致人员伤亡的可能性。此外,天顶号的发射台不包含任何在发射时有可能被烧毁的设备,因此在一次发射完成5小时之后,就可以再次进行发射。
而这样的总体要求,需要一台高可靠性、可多次重复启动进行试验、使用液氧煤油燃料的大推力火箭发动机。
由于屡次发射失败和美国率先登月,苏联政府于1974年5月取消了原本为苏联登月计划开发的N-1重型运载火箭。作为替代品,苏联于取消N-1的同时开始了对能源号火箭的方案论证工作,以便为实现未来的空间开发计划打下基础。图为搭载暴风雪号航天飞机模型的能源号运载火箭模型。
当时的计划是,能源号运载火箭的助推器采用4枚天顶号火箭的第一级火箭。(实际上,天顶号和能源号的火箭发动机略有不同,用于能源号火箭的是RD-170原装版本,用于天顶号火箭的是增设了双向伺服机构的版本,叫做RD-171。不过,除伺服机构的作动方向的区别外,两款火箭发动机在其他地方是相同的。)上图左侧为能源号运载火箭的助推器,右侧为天顶号的第一级火箭。
RD-170的总体设计
RD-170发动机有4个燃烧室,1台涡轮泵和2个预燃室。其中涡轮泵是单级的,整个涡轮泵系统还包括有1台氧化剂泵,1台两级燃料泵,整个系统连接了低压的燃料泵和氧化剂泵,并使推进剂增压,以防止涡轮泵形成空穴现象。
RD-170火箭发动机管路阀门系统示意图。注意,淡黄色的为煤油管路,淡青色的为液氧管路。红色的部分,表示滚烫滚烫的。
上图中央的红色罐罐中的黑色,为主涡轮轴。从上到下的4个黑色涡轮,依次为:主涡轮泵、氧化剂泵、主燃料泵和主启动泵。
中央的红色罐罐两侧各自伸出一个耳朵,那就是RD-170的2个富氧预燃室了。一部分燃料在预燃室中进行燃烧,带动涡轮泵转动。而涡轮泵转起来之后,燃料和氧化剂就能够迅速流动了。
如果整枚RD-170发动机是一颗心脏的话,这部分管路的作用就类似于冠状动脉。
为什么要用2个预燃室?用1个不是能够减少不少重量么?
让任意一名合格的火箭设计师来看,也是有这个愿望的。只是,RD-170的煤油燃料的秒流量为1.5吨。这么大的流量挤到一个小小的预燃室里,是会出问题的。他们只好采用2个预燃室。这是提高可靠性的一个设计。谁让火箭总师乌特金一直强调可靠性呢。
小火箭觉得,没个参照物好像没法说明RD-170的动力有多强劲。还是用参照物来对比一下吧。且不说RD-170喷口的那740吨的力量了,只说涡轮泵吧。
RD-170的涡轮泵功率为25.7万马力,相当于2.57个铁臂阿童木。
25.7万马力换算成功率,约为192兆瓦。有这样一艘叫做亚马尔的破冰船,是核动力的,排水量23455吨。上面有2座核反应堆,驱动2台汽轮机,带动6台发电机。这些发电机的总输出功率为55.3兆瓦。RD-170的一台涡轮泵的功率相当于这样一艘核动力破冰船的3.47倍。
说到涡轮泵,小火箭一定要多说几句。RD-170能够产生如此强悍的推力,这与她的涡轮泵的巧妙设计非常有关系。
从上世纪60年代开始,美国和苏联的工程师们都发现,火箭发动机的涡轮泵如果一直依赖一个涡轮的话,很难再有性能上大幅提升的潜力了。于是他们各自发明了一些新的涡轮泵结构。
比如,苏联的引射式的多喷嘴泵从60年代开始,就有了很好的效果。其实,如果剖开现役的“质子”火箭的话,依然能够看到这种设计。
RD-170采用的则是更为先进的叶片式预压涡轮泵。预压泵的应用可以让发动机降低对火箭贮箱的压力要求。通过对涡轮叶栅和诱导轮的设计,让主涡轮泵在转速、扬程和效率方面有更好的表现。这种设计在以RD-170为代表的苏联风格的液氧煤油发动机和以航天飞机主发动机为代表的液氢液氧发动机上都能找到,可谓是殊途同归。同时,要注意到苏联人的设计不仅仅是傻大粗笨的,实际上是有不少精巧的地方的。从管路设计的角度来说,RD-170赢了F-1发动机一局。
RD-170为什么要采用4个喷管,而不用1个大喷管?
这主要是当初苏联对大喷管液氧煤油发动机的燃烧不稳定性问题没有十足的把握进行解决。从这个角度上来看,美国人的F-1火箭发动机扳回一局。(美国人在3年时间里,做了2000多次试验,把炸药放到燃烧室中,人为制造不稳定,掌握了燃烧的部分规律,通过改进喷注盘设计和其他结构,解决了燃烧不稳定的问题。)
我们可以通过喷注盘的设计来看,美国风格和苏联风格的不同:
这是F-1火箭发动机的喷注盘。如果你把这个喷注器看做是一个靶标的话,不看靶心部分,最靠近靶心部分的有孔的那一圈,钻了18个孔,用来喷射煤油。往外一圈,可以看到两两一组,共9组的18个孔,用来喷射液态氧。再往外,能看到两两一组,共9组的18个孔,用来喷射煤油。以此类推,喷注盘的每一圈孔都是煤油喷射孔和液氧喷射孔交替排布的。小孔的直径比例经过2000多次试验后,有了明确的规格:最内圈的若定义为标准1的话,往外一圈为1.627,再往外一圈为2.217,再往外一圈为2.739。详见小火箭的微信公众号文章《F-1:史上最强的单燃烧室液体火箭发动机》。
这是RD-170火箭发动机的喷注盘。其设计风格与F-1火箭发动机不同。首先,从喷注孔直径上来看,没有像F-1火箭发动机那样有大小不同的分布。其次,从喷注孔的平面布局上,较为简单。除中心孔外,内圈6孔,然后是12孔,依次类推。外环分为5圈,并被高出的隔板平均分为6个大区。每个大区由内向外的孔数为4、5、6、7、8。
采用4个喷管,万一推力启动不同步,大小不一致怎么办?
这个问题的确存在。对于采用富氧补燃循环的RD-170发动机而言,煤油喷射进入燃烧室的瞬间即为推力室点火时刻。让4个燃烧室同步启动的关键在于让煤油同时进入这4个燃烧室。另外,大喷管外侧的冷却套的压降的不同或者阻滞程度的不同会带来额外的时间差,这个也要考虑在内。
因此,RD-170的4个燃烧室的管路设计是很讲究的,要尽量保证燃料的流经距离一致(考验设计师立体几何水平的时候到了)。另外,还要摸透管路内对燃料的阻滞效应的大小。
不过,虽然RD-170的喷管尺寸比F-1的小很多(想要看5台F-1火箭发动机组成的土星5号火箭的大小,详见小火箭的微信公众号文章《土星5号:最高最重推力最大的火箭》),但是小火箭始终认为RD-170的喷管内型面的设计是非常美的。
鉴于RD-170的彩色照片不多,小火箭特意用了些时间计算了RD-170喷管的内流场,算是增添一些色彩吧。
RD-170喷管内速度场计算。(by 邢强博士 2016年5月25日至31日凌晨)。实际气流速度比我算的这个要快一些,但分布情况类似。从轴向来说,离喷注盘越远,气流速度越快;从径向来说,离对称轴越近,气流速度越快。
这喷管是不是很美?引用朱自清的话“像亭亭的舞女的裙”。
RD-170漂亮的拉瓦尔喷管设计。蓝色为亚声速流,过了喷管的收敛颈部之后,就是一路超声速了。
在这里说一下拉瓦尔喷管,这个瑞典工程师在1883年发明的管子为什么要先收敛后扩张呢?
要想掌握火箭发动机的原理,或者能够对火箭及其发动机的总体设计进行分析,不学习一点方程是不行的。这个方程是喷管内流动方程,是由欧拉方程、气体状态方程与连续性气体假设得来的。
式子里面,c为气体流动速度,x为气体到喷流起始点的距离,A为喷管截面积,M表示气体流速马赫数。
因为c、x、A在这里恒为正值,所以气体流动速度的变化方向就只和马赫数以及喷管形状有关了。
当气流为亚声速的时候,M1,这时候,只有当 dA/dx小于0的时候,也就是喷管越来越窄的时候,气流流过才会加速。
而当气流加速到超声速的时候,M1,此时, 需要 dA/dx大于0,气流的流速才能继续增加。
这是一枚RD-107火箭发动机(用在 传说 中的R-7火箭上),其中一个喷管被剖开了。可以看到内部的拉瓦尔喷管构造。
为什么RD-170的比冲要比F-1的高?
众所周知,比冲是衡量一款火箭发动机效率的重要指标。比冲的定义为:火箭发动机单位重量推进剂产生的冲量,或单位重量流量的推进剂产生的推力。RD-170火箭发动机的真空比冲比F-1火箭发动机高11.2%。其主要原因是RD-170采用了先进的补燃循环工作方式。在小火箭的微信公众号文章《F-1:史上最强的单燃烧室液体火箭发动机》中,我提到了F-1火箭发动机采用燃气发生器循环方式。这种方式使得火箭发动机的推进剂组合密度较低,在产生大推力的同时,几乎不可避免地需要一个非常大的发动机尺寸。如今,更好的大推力液体火箭发动机的工作方式实际上是补燃循环。按照迄今为止,火箭工程师们对发动机的了解,补燃循环的比冲比燃气发生器的比冲要高10%左右。
另外,采用燃气发生器的工作方式的发动机,会因涡轮废气的排放损失1%以上的比冲,而且这种情况会随着燃烧室压力的增加而越发明显。采用了补燃循环的RD-170发动机则不用担心这些,可以把室压做得高高的,效率和性能提升明显。在这一点上,RD-170又胜过了F-1。当然,作为一款在1985年4月13日才首次实用的发动机来说,RD-170比在上世纪60年代就推动土星5号火箭的F-1发动机出现得晚,在技术上有所进步是可以理解的。
大部分关心火箭发动机设计的人都会有这个疑问:
为什么RD-170的室压可以这么高?
RD-170的比冲比F-1火箭发动机高11.2%可以理解,可是RD-170是怎样把燃烧室压力提升到了F-1火箭的3.5倍的水平的呢?苏联人在这方面的设计比美国人高明这么多么?
其实是美国人的技术标准把美国人自己给坑了。
翻阅上世纪60年代和70年代的美国人的火箭发动机技术标准,里面赫然有这样一条限制:采用液氧煤油燃料的液体火箭发动机,其燃烧室压力不得超过7MPa!
这是美国的工程技术人员从多年的试验数据中 总结 出来的一个结论,其中当然不乏一些血的教训。美国人发现,当燃烧室的压力过大时,煤油很容易在燃烧室内壁上结焦,之后便是不可逆转、难以控制的喷管损毁和发动机爆炸的事故。
在这样的技术标准限制下,推动土星5号火箭的F-1火箭发动机的燃烧室压力被定为7MPa,这已经是技术标准内的最高值了。可以说,F-1火箭发动机的设计人员严格地遵守了技术标准,而且同时做了提高发动机性能的最大努力。
那么问题又来了,既然美国人自己限制了燃烧室的压力以防止结焦现象的出现。那么,为什么苏联人的火箭发动机有这么高的燃烧室压力,却极少出现结焦和爆炸的情况呢?
这个问题的答案,需要我们把目光从火箭发动机的试车台和实验室绘制图纸的桌子上暂时挪开,到苏联广袤的土地上去寻找了!
曾经的苏联有着世界上最大的领土面积。
在这片土地下面,有着丰富的石油和天然气储存量。
而在里海西岸中部的那个向海里突出的尖尖角这里,有个叫做 阿塞拜疆 的地方。
早在公元前7世纪,这里就是拜火教的圣地。实际上,阿塞拜疆巴库油气田附近的苏拉汗尼神庙向来就是印度存放圣火之地。
1924年,阿塞拜疆比比海巴特港的人工岛上,建起了世界上第一口离岸石油钻井平台。这口油井的产量当年就达到了整个巴库地区的10%。
到了1941年,阿塞拜疆的油井的钻井深度就有了深达3400米的记录。
上世纪60年代,阿塞拜疆石油产业迅速复兴,尤其是里海石油的开采更是占到了阿塞拜疆的60%。以RD-170为代表的火箭发动机计划需要大量的煤油供应。在一定程度上促进了先进炼油技术的发展。图为摄于阿塞拜疆巴库的油田场景。
这块被拜火教信徒奉为圣地的地方,其出产的石油果然不同凡响。
苏联的高燃烧室压力的火箭发动机在点火测试的过程中,极少出现结焦的现象。首先要感谢的就是这片土地提供的原油。当然,苏联人包括美国人发现大型液氧煤油火箭发动机的结焦居然与原油有关的事实已经是很以后的事情了。可以说,苏联的火箭发动机设计师一直在享受着大自然给他们的恩赐。
阿塞拜疆的油辛烷值高,杂质少,而对于火箭发动机最关键的一点是:含硫量极低!
美国的煤油中,硫含量通常在50PPM,而苏联则盛产硫含量小于20PPM的高品质萘基油。图为阿塞拜疆油田向外输出石油的管线。
另外,西伯利亚地区出产的原油也有着不错的品质。纯净的煤油让苏联的火箭发动机即使在很高的燃烧室压力下,也较少出现结焦的现象。他们当然也就没有什么燃烧室压力不得超过7MPa的奇怪限制了。
后来,美国人发现了燃烧室煤油结焦的症结所在,甚至摸清楚了硫化亚铜等燃烧室内杂质的生成机理。然而,这已经为时已晚。上世纪70年代后,大部分美国的科研人员已经彻底放弃了高燃烧室压力的液氧煤油火箭发动机的研制,转而研发液氢液氧发动机了。(不过,这从客观上促进了航天飞机主发动机的出现,可谓是失之东隅,收之桑榆。)
英雄迟暮,RD-170差点随着那个帝国离去
1985年4月13日,第一枚天顶号运载火箭从拜科努尔航天发射场发射,虽然没有把模拟的有效载荷送入轨道,但是RD-171发动机工作正常。问题出在第二级的RD-120发动机上。1987年5月15日,苏联发射了第一枚能源号运载火箭。然而,到了1988年11月15日,随着能源号的最后一次发射,所有的大型航天项目都面临着被终结的命运。到了上世纪90年代初,这个红色帝国倒下的时候,RD-170系列也终于和苏联的火箭暂时告别了。
但是,那时候,RD-170发动机已经成功进行了618次发射,在累计69579秒的燃烧时间内,她证明了自己的可靠性。并且一次又一次地展示了世界上推力最大的液体火箭发动机的魅力。
后来,美国、俄罗斯、乌克兰和挪威的四家公司共同投资的海上发射公司成立了。天顶号火箭带着RD-170发动机一起,获得了新生。注意,上图的天顶号火箭的第一级的四个喷口,出自同一台RD-171发动机(RD-170发动机的伺服机构增强版本。)这枚起飞重量462吨的火箭由1台发动机托起。注意,带有浓厚的乌特金设计风格的火箭发射装置。
RD-180远渡重洋,为美国航天发射贡献力量
美国过早放弃了高燃烧室压力的大型液氧煤油火箭发动机的研究转而开始琢磨大推力的液氢液氧发动机。同时,美国在冷战时期储备了大量的大推力固体火箭发动机的产能,这使得即使没有RD-170那样的优秀的液氧煤油火箭发动机,美国人也能够靠液氢液氧发动机和大推力固体火箭发动机把航天飞机送上太空。
不过,液氧煤油发动机的这门课迟早是要补上的。只是,美国人找到了一个捷径,那就是,买。
苏联解体后,普惠积极运作,买来了RD-120液氧煤油发动机。而美国航空喷气公司则引进了苏联登月计划中设计的NK-33液氧煤油发动机。洛克希德middot;马丁公司看中了RD-170发动机,不过他们感觉用不上推力这么大的发动机,于是购买了100多台RD-180。虽然这有点趁火打劫的味道,不过至少让RD-170/RD-180的研发团队保留了下来。图为俄罗斯动力机械科研生产联合体的厂房内,一名工程师正在检查一台RD-180发动机。注意,厂房的墙上,有R-7弹道导弹和SS-18撒旦洲际弹道导弹的照片,默默诉说着曾经的那个帝国的荣耀。
RD-180是RD-170火箭发动机的燃烧室减半版本。RD-170有4个燃烧室,去掉2个后,便成了RD-180的雏形。不过,RD-180把RD-170的25MPa的燃烧室压力进一步提升到了25.7MPa,这使得燃烧室数量减半的RD-180的推力不是RD-170的一半,而是390.35吨,约为RD-170推力的52.8%。可以说,如果能源号火箭的项目没有戛然而止的话,RD-170,包括此后的RD-180的推力仍有进一步提升的可能。然而,历史是不容我们假设的。上图为俄罗斯动力机械科研生产联合体的厂房外景。RD-170的灵魂在这里游荡,注视着RD-180远渡重洋,为美国的火箭提供动力。
俄罗斯动力机械科研生产联合体的工程师和技术工人正在为美国的宇宙神运载火箭生产RD-180发动机。
RD-180主要用在美国宇宙神系列运载火箭上。搭配不同的固体助推器,该系列火箭可以提供8吨到29吨的近地轨道运载能力。上图的火箭示意图的底部视图的中间部分的两个圆圈,就是1台RD-180发动机的喷口。
1998年11月4日,一台RD-180发动机正在进行测试。然而,这里并不是RD-170系列和RD-180系列发动机所熟悉的老家:苏联航天工业科学实验中心的102号试验台。而是美国NASA的马歇尔航天中心试车台。在这里,土星5号的F-1火箭发动机进行过测试,航天飞机的主发动机进行过测试,如今,来自曾经的铁幕的另一端的苏联RD-180火箭发动机正在进行测试。熟悉的喷管外形,熟悉的火焰,只是,发动机外壳上的CCCP和红星,换成了洛克希德middot;马丁的标志。
这是一枚宇宙神III型运载火箭。她本来的名字叫做宇宙神IIA-R。后面的R代表Russian,表示采用了俄罗斯生产的火箭发动机。后来,为了淡化美国的这款火箭使用俄罗斯发动机的这个事实,火箭更名为宇宙神III。
RD-180在燃烧室压力方面,仍有继续提升的潜力。
快到文章末尾了,小火箭觉得有必要再说一下燃烧室压力的问题。
苏联人能够把压力调得这么高,一方面的确是超低硫含量的煤油帮了大忙。不过,后来他们发现了继续提升压力的 方法 。小火箭将我能想到的燃烧室压力提升的手段总结为5大因素,在这里写出来,以便大家交流。
第一,苏联有得天独厚的低硫含量的煤油。燃料好,结焦概率就会低。好的食材,对人和发动机,都很重要;
第二,苏联人的发动机内型面比美国人的粗糙。但是,这种粗糙是故意留下来的。想把内型面磨得像镜面一样,苏联人能够做到。但是,他们有几个数学很好的科学家,建议保留内型面一定的粗糙度。这样,高温气流能够在内壁附近形成湍流,可以让换热效率提升3倍以上;
第三,RD-170有巧妙的冷却环设计,可以形成超临界冷却液膜。这个可以由耶夫列夫方法推导进行验算;
第四,对高温合金和耐高温涂层的研究和成功应用,使得燃烧室本身有着超高的结构强度和热学性能;
第五,RD-170的加工工艺有独到之处。RD-170的设计团队分析了V-2火箭发动机(最大压力1.5MPa)的燃烧室结构,摸透了双层钢板套层结构,并彻底摒弃了那种过时的设计。他们分析了美国大力神导弹的发动机和F-1火箭发动机(最大压力为7MPa)的双锥管束加金属丝缠绕的结构,同时也回顾总结了苏联以前设计的发动机燃烧室结构。取长补短后,他们创造了升级版的铣槽加钎焊外壁的加工方法,使得燃烧室内壁的导热率大幅提升。
这些设计理念值得想要发展大推力液氧煤油火箭发动机的团队进行借鉴。而同时,小火箭也不得不为那个戛然而止的RD-170火箭发动机感到遗憾。
神舟二号发射前十天,搭载飞船的火箭因人为因素不慎被撞伤18处
大家都知道, 神舟二号飞船 于2001年1月10日1时0分3秒在酒泉卫星发射中心 发射升空,成功入轨。
很少人知道,搭载神舟二号飞船的 长征二号F火箭 曾在十天前不慎 被撞击产生了18处伤痕。 如果不是这次撞击,神舟二号飞船已在太空飞行5天了。
对于这次撞击, 所有人都绷紧了神经。
因为这次撞击完全是一起人为责任事故。
1999年11月20日至21日, “神舟一号”飞船的成功发射和返回,在国内外引起很大反响。
但“神舟一号”飞船 是由一艘电性测试船改的无人试验飞船, 与正式的无人飞船相比还有一些技术距离。
如 火箭逃逸系统和故障检测系统尚不具备逃逸功能;飞船十三个分系统中应急救生分系统没有参加试验,有效载荷、乘员、仪表照明三个分系统只是部分设备参加了试验等等。
而这次发射的神舟二号飞船则是 中国第一 艘正样的无人飞船,也就是说飞船技术状态与载人飞船基本一致, 而且还将在太空进行空间生命科学、空间材料、空间天文和物理、微重力科学等领域的实验。
显然,比起神舟一号, 神舟二号飞船的发射试验任务更为重要, 如果出现意外情况,将严重影响中国载人航天事业的信心和进度。
为此, 神舟二号飞船改变了神舟一号飞船用火车运输的方式,而是采用飞机整体空运。 因为采用火车运输需要将飞船拆分八块,增加了总装风险,采用飞机整体空运则不存在这样的问题,又节省了时间。
2000年11月8日,神舟二号飞船搭乘一架大型运输飞机从北京顺利抵达了酒泉鼎新机场。
没有人想到,尽管极其小心, 神舟二号飞船的这次发射却命运多舛。
首先是2000年12月3日, 长征二号F火箭的“大脑”部分——控制平台的一个陀螺仪突然出现问题,却怎么也查不出是什么原因。
为迅速解决控制平台问题,被誉为“平台皇后”、已七十有余、 从来不坐飞机的徐云锦 , 带着一堆药片,率领专家组乘飞机从北京赶往酒泉基地, 经过几天几夜反复试验才发现故障原因。原来是 一根仅仅17克重的导线 触碰到了内壁的电缆束管。
然后是2000年12月11日,火箭、飞船联合测试时突然收到了“船箭分离”信号,再复查却没了。这事可不能马虎,如果在不该分离的时候分离了,后果将是极其严重的。 经过专家们60多次的反复试验才最终找到病因:是开关电缆保护层上的镀铝薄膜与一个节点相碰造成了短路。
技术上的问题终于解决了,各系统的专家们终于松了一口气。但谁也没想到,就在神舟二号预定发射前4天, 神舟二号船箭组合体却突然被撞。
那是2000年12月31日,酒泉基地发射站的一名战士由于疏忽大意,把备份电源和正式电源接反了,结果导致不应该行走的活动发射平台突然向前走了, 并撞到了火箭的腰上。
经过仔细检测,一处一处的看,一处一处的摸, 发现火箭的位置移动了二十厘米,被碰伤了18处。
这可把大家急坏了。
要知道,这可是一起人为责任事故,如果造价达 数亿元的神舟二号船箭组合体真的因这次撞击受到了重大损失 ,无论经济损失、后续进度、责任追究等,其影响都是很大的。
经过专家会商,大家一致决定,把已经对接好的火箭和飞船分开,各自进行检测。 特别是要对被撞击的火箭进行一次科学的体检,用科学数据说话,看火箭到底能不能发射。
但 重新检测火箭要冒极大的风险 。
长征二号F火箭高达58.34米, 起飞质量479.8吨。 这样一个庞然大物, 里面遍布着火工品, 稍有一点外界刺激就很可能产生燃烧或爆炸 , 要对其从里到外进行全面的体检必须慎之又慎。
而且时间紧张,发射窗口就在那几天,如果耽误了时间,即使解决了火箭的问题也不能发射了。
于是,各系统分头迅速开展行动, 以任新民、曾庆来、王德臣为首的专家组现场监督指导。
2001年1月3日终于得出结论,卫星系统正常,火箭系统主体正常。 特别是火箭气管有幸逃过一劫,只差几毫米就撞上了, 而这个数值恰好还在安全范围内 。 否则,如果气管被撞,几千万的火箭便完了。
第二天,对被撞的部位和不放心的部件进行了修复和更换。 经过专家组评估,火箭已经恢复原有状态,并通过了总检查,可以发射。
重新确定的发射时间定在了2001年1月10日凌晨1点, 仍然处于发射窗口,但比原来预定的发射时间晚了5天。
在专家们揪心的等待中, 2001年1月10日1时0分3秒, 长征二号F火箭顺利升空,载着“神舟二号”飞船准确入轨。
2001年1月16日19时22分,神舟二号飞船在内蒙古中部地区成功着陆。轨道舱留在太空继续飞行了半年时间,开展了相关科学研究。
作为中国第一 艘正样的无人飞船, 神舟二号的太空之旅, 对全面掌握和突破载人航天技术具有重要意义。
神舟二号飞船在发射过程中所历经的 坎坷和磨难 仅仅是中国载人航天工程 无数坎坷中的一朵小浪花。
当我们所有中国人都以神舟飞天为傲的时候,却很难想象载人航天工程的庞大和技术难度之复杂。
仅就火箭来说, 原来发射卫星,火箭的可靠性是91%,现在要发射大活人上天,火箭的可靠性要提高到97%。航天员的安全性要达到99.7%。
这是一个什么概念呢?就是说 如果火箭发射1000次失败30次的话,那么要有27次能将航天员救回。
这个难度是相当大的。要知道, 火箭尽管只飞行短短的600秒,但设计火箭时其寿命必须达到546小时。而且,火箭上包含着数万个元器件,288只火工品,涉及858项关键的原材料。
为了达到可靠值, 每一个元器件都要进行200多次的试验 ,不能出现任何一次故障。
这还仅仅是运载火箭系统,加上航天员 、空间应用、 载人飞船 、发射场、测控通信、着陆场等系统(另外还有空间实验室系统),其 面临的技术考验是成千上万的,每一个系统都要做到稳妥可靠,万无一失。
比如每一次航天发射前,一批“远望号”巨轮要提前很久出发,孤身前往冰冷而狂暴的大洋深处,只为在飞行器发射后迅速捕捉信号,以完成后续的入轨、变轨、对接机构接触等测控通信。这一任务中, 一秒甚至一毫秒的误差都可能会造成极其严重的后果。
可想而知,中国航天人的压力是巨大的。
作为一名中国人, 我们要记住中国航天事业中聚光灯下的每一次伟大,更要记住那些在背后默默付出、无私奉献的航天人。
正是因为他们的付出, 当中国人抬头望天的时候,浩瀚星空中不再只有美国人、俄罗斯人的航天飞船,也拥有中国自主制造的飞船。
甚至在几年后, 那片星空将只剩下“天宫号”一个空间站,我们所在的祖国将是这个星球上唯一一个拥有空间站的国家。
这是中华的盛世,也是我们的荣耀。
本文参考文献:李鸣生航天七部曲之《千古一梦》






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