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我本將心像火星,,無奈乘客要繞月——SpaceX的2018版BFR曝光,,神秘乘客終于揭開面紗

 昵稱48860834 2018-10-14
主頁君說

SpaceX的BFR是一款非常奇怪的火箭(Big Falcon Rocket,大獵鷹火箭),,它隔三岔五就能跟著馬斯克登上科技媒體的首頁,,也被無數(shù)網(wǎng)友當成飯后談資,。但航天業(yè)界卻基本都對這款火箭只字不提,甚至可以說業(yè)內(nèi)少有人把這款火箭當真,??v使如此,馬斯克的SpaceX卻仍舊年復(fù)一年的更新著這個“火星大餅”,,每年都有不同的“噱頭”支撐這款火箭逐漸成真,,今年更是設(shè)置了一位乘坐BFR繞月的神秘土豪游客,讓媒體和網(wǎng)友們極盡無限遐想,。


2018年9月14日,,SpaceX官方預(yù)告,公司已經(jīng)簽訂世界首個乘坐BFR繞月旅行的乘客合同(其實是乘坐BFS),,并將在當?shù)貢r間17日(北京時間18日上午)召開發(fā)布會詳細公布,。

(來源:SpaceX官方Twitter)

馬斯克沒有選擇在往年的國際宇航大會(IAC)進行壓軸演講,而是把發(fā)布會定在了位于加州SpaceX總部的廠房內(nèi)部召開,。

發(fā)布會現(xiàn)場布置十分有趣,,一張碩大的BFR截面圖懸掛在墻上,和廠房中的獵鷹9火箭實物形成鮮明對比,,讓人們充分感受SpaceX下一代火箭的“粗狂身材”(來源:SpaceX)

(來源:SpaceX)

接下來,,近些日子負面新聞纏身的馬斯克現(xiàn)身發(fā)布會,首先為我們簡短展示了一年來BFR的最新變化和進展,,BFR的設(shè)計從2016年首次公開開始,,幾乎每年都做一次大幅更新,所以我們首先來一睹2018版BFR的身姿,。

(來源:SpaceX)

1.來自東方的神秘乘客

當然火箭的具體變化我們稍后再講,,我們首先揭示一下這位神秘的土豪乘客究竟是誰:

(來源:Zozotown)

這位神秘的日本游客是日本線上購物公司Zozotown的創(chuàng)始人前澤友作(Yusaku Maezawa)。1975年11月22日出生的Maezawa Yusaku是日本億萬富翁企業(yè)家和藝術(shù)收藏家,。他于1998年成立了Start Today公司,,并于2004年創(chuàng)立了在線時尚零售網(wǎng)站Zozotown。截至2017年5月,,他估計福布斯的凈資產(chǎn)為36億美元,,是日本第14位富有的人

金主爸爸坐好了,,帶你繞月球一圈(來源:SpaceX)

常言道有錢就是任性,,前澤友作直接包下了這次環(huán)月之旅,發(fā)起了“DearMoon”項目(網(wǎng)址:https://dearmoon.earth/),,預(yù)計邀請6-8名藝術(shù)家和他一同前往月球,。這段邀請伴隨著悠揚的《月光》鋼琴曲徐徐展現(xiàn),BFS飛船環(huán)繞月球的壯美景象也在CG模擬下展現(xiàn)出來,。在后續(xù)的問答環(huán)節(jié),,有記者直接問前澤友作為這次旅行耗資多少,可惜前澤友作婉言拒絕了這個問題,。

有望一同繞月的藝術(shù)家類型(來源:SpaceX)

這次旅行究竟耗資幾許,,留給了網(wǎng)友們無限的遐想空間,但不管怎么說這都算是理想照進現(xiàn)實的一次絕佳機會,,這張船票無疑是BFR研發(fā)的一針“雞血”,。SpaceX的BFR從2016年公布至今(2016年時稱為ITS),雖然屢次登上科技版頭條,,但耗資甚巨的這款火箭系統(tǒng)在業(yè)界一直都是“雷聲大雨點兒小”,,幾乎沒有得到過任何像樣的外部資助而馬斯克在發(fā)布會的問答環(huán)節(jié)也提到了整個BFR的研發(fā)費用預(yù)計大概需要50億美元,,雖然相對于NASA揮金如土親兒子”項目(SLS,、獵戶座、韋伯)已經(jīng)十分節(jié)儉,,但仍然不是一筆小數(shù)目,。


2.新的BFR——運力縮水,變化不少


新版運力又縮水了(來源:SpaceX)

根據(jù)今天最新公布的BFR研發(fā)情況,,新版BFR的運力果然進一步縮水,,從原有的150噸可回收運力縮水至不低于100噸近地軌道運力。

首次明確了加壓空間(來源:SpaceX)

55米長度與2017年版本變化不大,,而且首次明確了內(nèi)部加壓空間為1000立方米,,截至2016年5月,國際空間站目前內(nèi)部加壓空間為932立方米,,也就是說,,一個BFS可提供的空間就比國際空間站還要寬敞

飛船頭部添加了一個可伸縮前翼(Actuated Forward Fins),,這個小翼在真空環(huán)境是毫無作用的,,所以應(yīng)該只是在再入大氣層時才會用于調(diào)整和維持飛船姿態(tài),尤其是產(chǎn)生抬頭力矩維持飛船的再入攻角,。

(來源:SpaceX)

飛船是變化最大的部分,,三個尾翼大幅加大(可以對比2017版的下圖),其中兩個尾翼可以大幅擺動,。除此之外,,還在尾翼末端布置了可伸縮著陸腿,替代了2017版本中詭異的著陸腿設(shè)計,。

尾部氣動翼面大幅加大加長,,觀感上更像航天飛機,發(fā)動機配置大變,,從原有的4臺真空版和3臺海平面版猛禽混搭變成了統(tǒng)一型號,,統(tǒng)一后如何平衡真空環(huán)境和大氣環(huán)境下的工作效率,,留待進一步曝光。發(fā)動機艙又追加了一圈“裙邊”,,官方解釋為Cargo——貨艙,,但沒有進一步解釋,這也是一個很奇怪的設(shè)計,。

2017年版本BFS(來源:Reddit)

而這次BFR設(shè)計變動上最大的都在氣動結(jié)構(gòu)上,,其他的關(guān)鍵參數(shù)——火箭直徑、發(fā)動機推力水平,、數(shù)量,,基本構(gòu)型并沒有發(fā)生類似于以往的顛覆性變化,可見BFR的設(shè)計已經(jīng)基本定型,,或許已經(jīng)通過PDR(初步設(shè)計審查),,雖然還需要大量細致的設(shè)計和測試工作,但是距離約定中的2019年末BFS懸停實驗——2021年首飛——2023年繞月的目標更近了一步,。

除此之外,,最核心的猛禽發(fā)動機,SpaceX特意放出了一段長程試車畫面,,以表示其進度良好,,馬斯克在演講中也表示了十足的信心。


之前曝光的儲箱工裝也曝光了內(nèi)部照片:

(來源:SpaceX)

還演示了一段仿真畫面,,20分鐘的升力體再入著陸過程被10倍加速,。

(來源:SpaceX)

此次繞月過程也被展示出來了,整個任務(wù)僅需要一次BFR發(fā)射,,飛掠一次月球就返回,,并不進入繞月軌道,總耗時5天23個小時,。除此之外還展示了一些繞月過程的演示動畫,,以供我們不斷遐想。


(來源:SpaceX)

這次的發(fā)布會上馬斯克心心念的火星似乎讓位了,,浪漫的月球成了新的主角,,但其實并非如此,在BFR前途依舊未卜的時候,,盡可能地用各種項目維持它的研發(fā)才是當務(wù)之急,,有金主上門,何樂而不為,。但是火星大夢還是要圓,,只不過這個故事變的更加曲折和悠長了而已。

(來源:SpaceX)


3.震驚世界卻沒人相信的“火星殖民”

這個故事還要從馬斯克在2016年的國際宇航大會上公布“火星計劃”說起,,當時SpaceX為了證明他們的態(tài)度,,進行了“猛禽”發(fā)動機的首次點火測試,。很幸運,發(fā)動機試車順利,,沒有爆炸,。

馬斯克知道,在會上如果不拿些真東西出來,,ITS這東西根本就沒人信(來源:SpaceX)


會上首次公布了SpaceX火星計劃的“御用座駕”ITS,Interplanetary Transport System,,當時稱之為“行星際運輸系統(tǒng)”,,這是一款高122米,直徑12米,,起飛重量高達10500噸的龐然巨獸,,其起飛重量相當于將人類送上月球的土星五號火箭的三倍,當然不只是大,,他的設(shè)計讓所有現(xiàn)役運載火箭都黯然失色,,火箭兩級構(gòu)型,完全可重復(fù)使用設(shè)計,,支持多次在軌加注,,二級可獨立再入大氣層并著陸,采用液氧甲烷推進劑組合,,全箭只采用一種全流量分級燃燒循環(huán)的猛禽發(fā)動機,,碳纖維超大直徑共底儲箱,這一火箭的曝光在當時來講可謂“震驚四座”,。

(來源:BH.Skywalker)

馬斯克在會上公開ITS飛船的設(shè)計參數(shù)

馬斯克提出的雄心勃勃的計劃代表了其“終身夢想”的最高潮,,基于他與之前與具有遠見卓識的羅伯特·祖布林(Robert Zubrin)博士的接觸,羅伯特·祖布林的“火星直擊”任務(wù)架構(gòu)(詳見下面這本書)充分拓展了馬斯克的視野,,并構(gòu)成了ITS的基本思路和原則,。

當俄羅斯工程師在早年擊碎馬斯克襁褓中的太空夢想時,他卻在SpaceX上賭博,,終于實現(xiàn)了“獵鷹1”火箭的成功,,馬斯克的火星定居夢想最終在2008年12月得到確立。自那時起,,馬斯克的愿景與SpaceX一起成熟壯大,。

去年SpaceX將獵鷹9發(fā)展成為世界上第一個部分可重復(fù)使用的運載火箭和最有效率的火箭,大大改變了航天發(fā)射領(lǐng)域,。雖然復(fù)用之路還很長,,但懷疑和譏諷的聲音已經(jīng)基本絕跡,已經(jīng)有些對手開始謀劃對獵鷹9模式的模仿,。

(來源:胡振宇)

獵鷹9是全復(fù)用還是部分復(fù)用并不重要,,它最重要的使命是證明復(fù)用真的可以省錢,,這是抨擊者最主要的攻擊點,他們認為火箭復(fù)用在綜合考慮復(fù)用風(fēng)險和翻修費用后并不省錢(圖為全復(fù)用版獵鷹9,,來源:國外網(wǎng)友腦洞制圖

與獵鷹9相似,, ITS的推力和有效載荷相比于最初構(gòu)想翻了一番以上,同時通過采用全碳纖維結(jié)構(gòu)也變得更有效率,。結(jié)果就是一套完全可重復(fù)使用的運載火箭系統(tǒng),,這在運載能力和技術(shù)挑戰(zhàn)上將是前所未有的。(航天飛機是部分復(fù)用)

馬斯克的演講顯示,,SpaceX計劃降低前往火星的費用和風(fēng)險,,并最終成為一家火星殖民化運輸公司。然而,,這意味著它必須依靠第三方來支持在火星上建立和發(fā)展殖民地,。或者更直白一些——SpaceX需要錢,!很多很多的錢,!

發(fā)布會還沒結(jié)束,這位乘客就被網(wǎng)友給玩兒壞了

但事實上,,2016年這次公開得到的評價褒貶不一,,有媒體和網(wǎng)友認為這計劃純粹是天方夜譚,絲毫不具可行性,;也有人認為這是在NASA在載人火星登陸上蹉跎幾十年而無作為之后的救命稻草,,并為此歡呼雀躍??紤]到以往大規(guī)模載人深空任務(wù)的難度和天文數(shù)字的支出,,波音、洛克希德·馬丁,、軌道ATK等競爭對手和中,、俄、歐世界主要航天國家的相關(guān)機構(gòu)對此計劃的反應(yīng)都相當冷淡,,甚至都懶得去評價,。更有意思的是,作為SpaceX一路走到今天的最大“金主”,,NASA發(fā)言人在會后曾表示其實根本不知道SpaceX在會上要講的到底是個什么東西,。

圖中的ITS雖然壯觀,但目前已經(jīng)涼涼,,BFR是SpaceX火星大餅的唯一希望(來源:Wiki)

可惜,,一如馬斯克的所有創(chuàng)業(yè)項目一樣,夢想永遠豐滿,但現(xiàn)實總是骨感,,所有的項目都不斷地面臨缺錢,、缺時間、指標太高的窘境,,ITS的設(shè)計一度陷入停滯,。有關(guān)這一階段的故事,有興趣的讀者可以瀏覽我們往期的超長連載:

  1. SpaceX“行星際運輸系統(tǒng)”的演變(一)

  2. SpaceX“行星際運輸系統(tǒng)”的演變(二)

  3. SpaceX“行星際運輸系統(tǒng)”的演變(三)

  4. SpaceX“行星際運輸系統(tǒng)”的演變(完結(jié)篇)

正所謂東方不亮,,西方亮,,2017年2月,SpaceX又宣布采用旗下相對更加靠譜的重型獵鷹火箭和載人龍飛船啟動載人繞月項目,,有兩位神秘的私人游客已經(jīng)繳納了訂金,,有意在載人登月50年后重新環(huán)繞月球

可惜兩者進度一推再推,,重型獵鷹火箭直至2018年2月才首次發(fā)射成功,,而載人龍飛船目前仍未投運,,暫定于今年11月首次升空,。即使后續(xù)飛船進度順利,后續(xù)載人也需要對重型獵鷹火箭進行一系列載人認證,,以及對目前僅適用于近地軌道載人運輸?shù)娘w船進行一系列改裝,,這無疑都將耗費公司大量的時間和精力。詳見我們的往期文章:深度解析馬斯克和特朗普這次在月球軌道的正面對懟(上),。

重型獵鷹火箭雖然首射成功,,震驚世界,但實際上距離馬斯克原來設(shè)定的目標仍是大幅落后的,,這也是所謂的“Elon Time”(伊隆時間表,,泛指那些對項目進度不切實際的極度樂觀的承諾)。

詳見往期:發(fā)射臺沒被炸平,,新的人類最強現(xiàn)役運載火箭誕生,!馬斯克吹的牛又一次變成了現(xiàn)實!(內(nèi)附發(fā)射視頻)

對于“心急就想去火星”的馬斯克而言,,這些推遲都是難以接受的,。因此SpaceX重新規(guī)劃了自己的研發(fā)之路,大刀闊斧的砍掉了一系列任務(wù),,其中就包括紅龍無人火星探測項目這個載人繞月項目,。而在今天的發(fā)布會上,這次包船的前澤友作其實正是之前重型獵鷹繞月項目兩位神秘乘客中的一位,。

詳見往期:我將會安于火星,,但不是死于事故。——Elon Musk


4.從ITS到BFR——大幅縮水,,但更靠譜,!

于是2017年的國際宇航大會上,SpaceX重新起航,,大刀闊斧的修改了原有的“火星計劃”,,暫停研發(fā)龐大的行星際運輸系統(tǒng)ITS,而是改為更小,、更簡單,、更實際的BFR火箭,BFR意思是Big Falcon Rocket,,直譯大獵鷹火箭,。BFR的設(shè)計理念和ITS其實一脈相承,但規(guī)模大幅縮小,,從萬噸火箭縮水至僅有3000多噸,,完全回收狀態(tài)下的近地軌道運力也縮水至150噸?;鸺恼w體量瞬間回縮到人類已經(jīng)具有的土星五號,、能源和N1運載火箭的水平,是一款標準而正常的“重型火箭”,。

2017年國際宇航大會上的演講(來源:SpaceX)

雖然體量縮水,,但是先進性毫不縮水,重復(fù)使用,、在軌加注,、整體再入一樣不少(來源:SpaceX)

會上重新描繪了逐步建立火星殖民地的宏圖愿景(來源:SpaceX)


BFR自由女神像的大小對比(來源:YouTube)

2017年的國際宇航大會之后,BFR的研發(fā)消息又陷入沉寂,,但SpaceX并未放松腳步,,因為這已經(jīng)是一個可以確實實現(xiàn)的基礎(chǔ)設(shè)計和體量。因此公司做了以下幾方面工作:

1.SpaceX選定了位于洛杉磯市圣佩德羅港(San Pedro)的一處設(shè)施作為下一代完全可重復(fù)使用運載火箭BFR的總裝廠房,。

詳見往期:【快訊】SpaceX暖場小片的變革和BFR廠房的選址

2.繼續(xù)化緣,,為BFR的研發(fā)四處籌集資金,甚至包括向軍方提出訴求,,展示BFR在軍事方面的潛在作用,,以期望能得到軍方的大規(guī)模資助和青睞。

詳見往期:上火星的錢不夠了,?SpaceX期望政府資助其完全可重復(fù)使用的“火星火箭”研發(fā),!

3.繼續(xù)進行火箭的詳細設(shè)計,雖然目前獵鷹9和載人龍飛船依舊占用公司的設(shè)計資源,,但BFR的設(shè)計已經(jīng)日益豐滿起來,,尤其是主動力,,代號“猛禽”的液氧甲烷發(fā)動機。

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