SpaceX第三次重复使用火箭成功了吗?,美国空间站最新消息


美国空军一架被列为最高机密的X-37B无人太空战机,于2010年4月22日在佛罗里达州首次升空试飞,研发时间超过10年,主要目的是研究未来太空战机行载具的X-37B,由于是军方研发,因此很有可能成为全世界第一架太空战机,其功能和任务均列为最高机密。美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地2011年3月5日成功发射第二架X—37B轨道试验飞行器,计划飞行时间9个月。成“空天战机雏形”X-37B不仅具有飞行速度快,滞空时间长,发射费用低等优点,还拥有强大的侦察和攻击潜力,被军事观察家称为“空天战机的雏形”。X-37B能够搭载多种侦察设备,在高空对海陆空目标及外太空目标进行侦察,并将侦察信息实时传递给作战单位。速度飞行可达25倍音速“如果说太空飞机是一辆大货车,那么X-37B无疑就是一辆动力十足的跑车。”美国媒体这样评价X-37B并非夸大之辞。

X-37B空天飞机

与常规战斗机相比,X-37B虽然块头小,却装有强大的动力装置。借助火箭发射升空时,它的速度可达到25倍音速。在这一速度下,地面雷达很难发现并跟踪X-37B的轨迹。X-37B可凭借自带的太阳能电池和锂电池提供动力,其飞行时间高达270天。攻击能攻击俘获卫星尽管X-37B目前还属于低轨道航天器,其直接的太空作战能力有限,但军事专家认为,X-37B可搭载导弹、激光发射器等先进武器实施远程精确打击,其作战潜力不可低估。X-37B升空后可迅速到达全球任何目标的“上空”,利用自身携带的武器对敌国卫星和其他航天器采取控制、捕猎和摧毁等攻击,甚至向敌国地面目标发起攻击。由此可见,X-37B完全有可能成为“轨道轰炸机”。侦察或成航天侦察主力目前,美军的航天侦察能力主要由国家侦察局负责,但存在作战响应慢、费用昂贵等不足,因此美国国防部决定发展空天飞机以弥补美军航天侦察能力的不足。X-37B能够搭载多种侦察设备,在高空对海陆空目标及外太空目标进行侦察,并将侦察信息实时传递给作战单位。如果这种无人空天飞机可靠的话,可以促使美军快速大量部署低轨道侦察卫星。X-33第一代空天飞机失败上世纪60年代初,美国空军将领就对空天飞机的性能做出一些要求,有关机构开始对空天飞机作探索性试验,当时它被称为“跨大气层飞行器”。20世纪60年代发展的X-15、X-23和X-24等方

X-37B空天战斗机

案,为后来的空天飞机研制奠定了重要的基础。由于当时的技术、经济条件相差太远,且应用需求不明确,因而中途夭折。80年代中期,在美国的“阿尔法”号永久性空间站计划的刺激下,一些国家对发展载人航天事业的热情普遍高涨,积极参加“阿尔法”号空间站的建造。当时估计,空间站建成后,为了开发和利用太空资源,向空间站运送人员、物资和器材等任务每年将达到数千次之多。这些任务如果用一次性运载火箭、载人飞船或航天飞机来完成,一年的运输费就将达到上百亿美元。为了寻求一种经济的天地往返运输系统,美、英、德、法、日等国纷纷推出了可重复使用的天地往返运输系统方案。1986年,美国提出研制代号为X-30的完全重复使用的单级水平起阵的“国家航空航天飞机”,重点是对高超音速喷气式发动机技术进行研究,后来又将研究重点转移到了火箭动力航天飞机方面,为研制空天飞机打下基础。1994~1996年,由美国空军大学、空军科学技术顾问委员会完成的一系列关于未来军事装备的研究报告均建议把空天飞机作为今后20~30年最重要的武器装备之一。1996年7月,美国宇航局和洛马公司签订了一项协议,由洛马公司研制一种可重复使用的运载器技术验证飞行器,并进行飞行试验,以为研制和经营可完全重复使用的实用型运载器进行技术上的准备。该验证机代号为X-33,而最终要研制的实用型飞行器被称为“冒险星”。X-33具备把11.35吨有效载荷送上国际空间站的能力,美国宇航局希望它能比老一代航天飞机节省90%的发射费用。如果研制成功,X-33将是美国第一代真正意义上的空天飞机。像第一代航天飞机一样,X-33的发射和降落将分别采取垂直发射和水平降落的形式,但它支持单级火箭运输,仅依靠自身发动机和内置燃料,无需任何外挂燃料的辅助燃烧动力就能进入轨道,不但能节省大量人力物力,同时还能缩短两次任务之间的准备时间。

NASA研发的X-33飞行器

为了达到这一目标,设计者们开发了一种新型的气塞式火箭推动器,以使飞行器以18倍音速的速度飞行,同时,为减轻重量,X-33将采用新式的质量较轻的复合材料制造。但是,一些专家认为这些技术在当时并未成熟,将导致X-33的失败。NASA原计划于1999年7月4日制造出样机,1999年7月26日进行马赫数为7的第一次飞行。但由于技术难度太大,X-33技术验证机的研制任务未能如期完成。2001年,在经过5年的研究,耗资12.6亿美元后,NASA和空军相继宣布取消X-33技术验证机的研制计划,但“冒险星”计划并没有被停止。洛马公司当时准备成立一家公司,称为“冒险星有限责任公司”,负责筹集制造和经营“冒险星”实用运载器所需的50亿美元资金。美国空军虽未直接参与X-33项目,但却一直对这种技术十分关注,美国宇航局取消X-33项目后,美国空军太空司令部曾表示空军想要评估形势并有可能接管X-33计划的后勤支持,但迄今未知有进一步消息。X-37屡遭挫折,最具潜力X-37是一种由助推火箭发射或飞机投放、可进入地球轨道高速飞行的无人驾驶空天飞机。由于它通过遥控导航,没有驾驶舱,因此体积比太空飞船小很多,非常符合空天飞机轻便灵活的要求。它长约9米、翼展4.57米、可携带2吨左右的物品,照设计能在近地轨道上以每小时2.5万公里的高速飞行。相比之下,传统的太空飞船重90多吨,长37米。

太空战机

?X-37计划与X-33有一定关联。X-33虽然失败了,但它的重复发射设计在太空运输方面具有极大的商业价值,NASA于1996年提出了Future-X计划。这个计划被拆成两个子计划,其中规模较小的“探险者”,就是X-37计划。这是因为X-33计划在1994年一度被冻结,影响到好几个关键技术的研究进度。为了让几个致力于太空运输方面的研究机构可以继续把他们的实验结果送上太空做高超音速的飞行验证,从1998年底直到1999年7月,波音与NASA签署了4年合作协议,建造一系列验证机中的第一架。依照计划,X-37将成为第一架同时具备在地球轨道上飞行和具备再入大气层能力的飞行器,而机上的自动操作系统将在NASA所致力的“降低进入太空的负载成本”上扮演关键性的角色。在原计划中,X-37可以由航天飞机携带进入太空,但是在有报告指出使用航天飞机携带X-37进入太空不合乎经济效益后,就改由“三角洲4”或是相似的火箭负责这个任务了。在太空中,X-37可以经由本身配备的火箭引擎推动,得到25倍音速的飞行速度,直到重入大气层前,X-37有21天的时间在太空中进行相关的实验,然后重返地球,降落在传统的跑道上。

由美、俄、日、加等16国合作建设的国际空间站始建于1998年,是世界航天领域最大规模的科技合作项目,也是航天史上第一个由各国合作建设的载人空间站。它结构复杂,站体庞大,预计投资总额将超过630亿美元。国际空间站计划最早于20世纪80年代初期由美国提出,欧洲航天局、加拿大和日本后来相继加入。1993年11月1日,美国航天局与世界上惟一拥有长期航天飞行经验和向轨道运送大型物品经验的俄罗斯航天局签署协议,决定在“和平”号空间站的基础上建造一座国际空间站。1998年1月29日,15个国家的代表在美国华盛顿签署了关于建设国际空间站的一系列协定和3个双边谅解备忘录,计划用9年时间建成国际空间站,到2006年全部建设完毕。国际空间站的总体设计采用桁架挂舱式结构,即以桁架为基本结构,增压舱和其它各种服务设施挂靠在桁架上。该结构能够加强空间站的刚度,并有利于各分系统和科学实验设备、仪器工作性能的正常发挥以及宇航员出舱装配与维修等。从"奋进"号航天飞机上看到的国际空间站目前,空间站已建成“曙光”、“星辰”等6个舱以及机械臂和太阳能电池等外部设施。最终建成的国际空间站将包括6个实验舱、1个居住舱、3个节点舱以及平衡系统、供电系统、服务系统和运输系统,总重量约为500吨。实验舱包括:美国1个、欧洲航天局1个、日本1个、俄罗斯3个(提供科研机柜);在美日欧的实验舱中,共有33个国际空间站有效载荷标准机架,其中美国实验舱内有13个,日本舱内有10个,欧洲航天局舱内有10个。居住舱容积为1200立方米,有一个大气压,它包括有洗手间、卧室、厨房和医务设备。国际空间站的指挥和控制由美俄双方分担,美国主要以航天飞机为运载工具建设空间站,俄罗斯则主要用飞船向空间站运送人员和物资。由加拿大研制的长约17米的巨型机械臂——“加拿大第二臂”,由美国“奋进”号航天飞机于2001年4月19日携带升空,22日被安装到国际空间站上。建成后的国际空间站将是一个“太空城”,它将成为人类在太空中长期逗留的一个平台,可容纳7名宇航员同时在上面长期居住,最多时可容纳15人在上面从事考察活动,目前的国际空间站可以供3名宇航员长期工作。国际空间站主要由两大结构呈十字状“搭”在一起而形成。其中,纵向的主干主要是一些像积木一样拼接在一起的舱体,总长度约为80米。而由总共9根“横梁”连接而成的长长桁架,将以90度角“架”在纵向主干上,这一横向桁架的翼展将达到108米。虽然总体的骨架是一个大十字,但国际空间站真正的形态远非这么简单。在纵向的各舱体上,还会在不同方向衍生出其他一些结构;而横向的桁架两端,最终也将挂起巨大的太阳能电池板、散热器等装置;另外,携带着机械臂的小车,将来也可以在横贯桁架的轨道上来回滑动。与俄罗斯“和平”号等仅仅由舱体连接而成的传统空间站相比,国际空间站的一个显著特色是增加了横向的桁架。这种“纵横交错”的结构方式,灵活性更强、工作效率更高,但安装施工的复杂性和难度也更大。服务系统包括俄罗斯的功能货舱、加拿大移动服务系统和俄罗斯服务舱。加拿大移动服务系统的遥控机臂能运125吨货物,可沿主桁架移动,以进行空间站硬件的装配、维修和更换。俄罗斯服务舱拥有生命保障系统、推力器和居住功能(含洗手间和卫生设施),重20吨。运输系统包括联盟号载人飞船和进步号运货飞船等,其中后者每年为空间站运送4次推进剂。空间站的指令和控制由美俄双方分担,美国约翰逊航天中心主要负责空间站和航天飞机,俄罗斯的加里宁格勒航天中心主要负责载人飞船和运货飞船飞向空间站,以及飞船飞离空间站,它也是空间站运行的后备控制中心。国际空间站利用地面无法提供的空间零重力状态的有利条件,可以使科学家们长期进行一系列科学试验。国际空间站的建设,意味着一个共同探索和开发宇宙空间时代的到来。它将成为新型能源、运输技术、自动化技术和下一代传感器技术的测试基地,它的建设推动了流体力学、燃烧、生命支持系统、反辐射危害等研究的发展,对未来的太空探索产生重要影响。目前,国际空间站的建设却陷于困境。从2001年起,美国大幅度削减了航天预算,美国航天局也宣布削减国际空间站计划,放弃两个舱体的建设。2003年的“哥伦比亚”号灾难又导致美国航天飞机被迫暂停飞行,这使空间站建设工作大受影响。而俄罗斯由于航天经费紧缺,能否完成本国建设任务也令人担忧。国际空间站能否按时完成建设,建设完毕后又能否保证7名宇航员在上面长期工作,目前尚不得而知。

据报道,美国太空探索技术公司(SpaceX)在周三成功发射了一枚“猎鹰9号”运载火箭,这是该公司今年第三次成功发射重复使用的猎鹰9号火箭,也是SpaceX今年的第15次火箭发射任务。美国东部时间周三19点左右(北京时间周四7点),猎鹰9号从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空,携带着一颗可同时供Echostar公司和台湾SES公司使用的卫星。此次任务使用的猎鹰9号第一级已在2月份被用于向国际空间站运送补给的任务,在回收后被SpaceX进行了翻新。在发射升空后不久,猎鹰9号的第一级成功在大西洋上的一艘无人船上着陆。这是SpaceX第18次成功回收猎鹰9号一级火箭。大约半个小时后,猎鹰9号的第二级成功把卫星送入预定轨道,标志着此次发射任务圆满成功。这是SpaceX本周第二次执行火箭发射任务。就在周一早晨,SpaceX已成功发射了一枚全新猎鹰9号火箭,并回收第一级。SpaceX的最终目标不只是提高发射火箭的频率,还希望在24小时重复使用火箭。因此,SpaceX日后会在一周内发射更多枚火箭。期待好消息