当前栏目:公司简介

美国新一代登月火箭“太空发射系统”拟于29日首次发射升空,不过这次不是登陆月球,只是搭载猎户座飞船执行绕月飞行任务。

新一代的登月计划开始于2019年7月20日,阿姆斯特朗登月50周年之际,这一天NASA公布了阿尔忒弥斯计划,定于2024~2028年载人重返月球。

阿尔忒弥斯是希腊神话中的狩猎女神和月女神,是太阳神阿波罗的孪生姐姐,前有“阿波罗”计划珠,现有“阿尔忒弥斯”计划,听起来很浪漫。

要知道,美国早1969年就登陆月球了,登月第一人阿姆斯特朗还说了一句经典台词:

这是一个人的一小步,却是人类的一大步。(That's one small step for (a) man, one giant leap for mankind.)

50多年过去了,为什么今天美国无法重新登陆月球呢?是图纸遗失了?还是当年登月就是一个谎言?

怀着这个疑问,我们翻开了当年的历史。

阿波罗计划背景特殊

背景一、太空竞赛:

1961年4月12日,27岁的苏联宇航员尤里·加加林乘坐东方1号飞船登上太空,实现了人类首次遨游太空的壮举。

这件事极大地加深了美国的担忧,因为在太空竞赛中,苏联再一次走在了前面。

第一颗人造地球卫星、第一次载人进入太空、第一次发射卫星进入月球轨道、第一次实现航天器月面登陆,全是苏联的成绩。

美国要想超越苏联只有一条路可走——“载人登月”。

1960年,肯尼迪当选美国第35任总统,他要求航天局制定一项计划,超越苏联的空间计划。很快庞大的“阿波罗登月计划”摆在了肯尼迪面前。

肯尼迪向全世界宣布,1970年前登陆月球。

那么当时美国真的有信心能够登上月球吗?实际上,并没有做好准备,他们只是把登月火箭的发动机原型做出来了,其他的毫无进展。

就在这种情况下,开始了人类登陆月球的庞大计划,这真是令人难以置信。

背景二:全民运动:

肯尼迪

为了保证“阿波罗计划”顺利进行,肯尼迪发表了重要演讲。

肯尼迪表示,只要每人每年付出40至50美分就能够支持美国登月,登月不只是NASA的事,更是一项全民运动。

在当时,受到鼓励的年轻人纷纷加入航空航天事业,梦想自己成为世界级登月工程的工程师。

这种激励,大大地促进了美国登月计划的进行。

这项划时代的工程有超过2万家企业,200多所大学,80多个科研机构参加,总人数超过30万人,40万顶尖技术人员为该计划进行编程。

在这种背景下,阿波罗计划无往不利,一个又一个难题被攻克。

质疑之一——登月火箭土星5号

要想把宇航员和月球车送到月球上,需要一台大功率的火箭——土星5号。

土星5号是美国执行登月计划的运载工具,它的运载能力远超现在的猎鹰重型火箭和长征5号。

土星5号高110.6米,直径10.1米,重3039吨,推力达到了惊人的3408吨。近地轨道运力140吨,地月转移轨道极限运力48.6吨。

长征5号又叫胖五,是我国现役运载能力最强的火箭,推力为1073吨,近地轨道运力25吨、地球同步轨道运力14吨。

猎鹰重型火箭是猎鹰九号的强化版,它的近地轨道运载能力可达到63.8吨,但依然远小于土星5号的140吨。

这样的数据,不得不让人怀疑,50多年过去了差距竟然还这么大?奇怪的是就连美国的技术也没有达到50年前的水平。

难道图纸真的搞丢了?其实不然,是土星5号,乃至整个阿波罗计划造价实在太高了。

质疑之二——土星5号发动机

发动机是火箭的心脏,是火箭发射成功的关键。

土星5号共有三级发动机,第一级采用煤油发动机,第二三级采用可以二次点火的液氢-液氧发动机。

第一级发动机命名为F-1,由洛克达因公司负责研发

其实这台发动机早在1960年,阿波罗计划开始之前就研发完毕了。

NASA在爱德华空军基地向记者们展示了这台发动机,人们都惊叹登月计划速度太快了,NASA则露出了狡黠的笑容。

1961年4月,距离土星1号首飞还有半年时间,F-1发动机成功的进行试车试验,正当NASA开香槟的时候,发动机喷注器出现了问题。

你以为F-1的喷注器就是简单的几个喷嘴,其实喷嘴多的就像马蜂窝,其中煤油喷嘴3700个,氧化剂喷嘴2600个,管路32根。

这样复杂的喷注器出现了燃烧不稳定,甚至导致发动机爆炸的严重事故。于是NASA召开紧急会议,商讨解决方案。

洛克达因给出了解决方案——“拨钱”,当2000万美元的资金到账后,问题很快就解决了。

说来也很好笑,洛克达因公司找到了普林斯顿几个教授,花重金要求必须解决问题。经过一堆公式的计算,结果就是“把喷嘴的直径适当扩大一点”。

就是简单地扩一下喷嘴,就花了2000万美元,这可是上世纪60年代啊!当时我国的人均GDP才210元。

第二级、第三级,采用的是液氢-液氧发动机,名为J-2

采用液氢-液氧发动机的原因是,同等能量下,其重量更低,腾出来的重量可以多运点设备,毕竟去一次月球不容易。

至于环保,只不过是凑巧,当时的情况哪有人考虑环保呢?

J-2发动机原理:少量液氧和液氢进入燃气发生器并燃烧,产生的燃气推动涡轮泵将液氢、液氧泵至燃气发生器燃烧产生动力。

NASA对这部分提出了更高的要求,那就是要保证绝对的安全。

这个难度着实更大,因为液氢的沸点极低,为-252.8℃,它可以把管道周围的空气液化。而当氢气在氧气中燃烧时,温度可以达到2830℃,一冷一热两个极限。

工程师们奋斗了无数个日夜,想出了解决办法。

将所有的液氢管路、连接点、泵进行重新设计,增加一层真空隔热套,最大程度降低液氢蒸发,效果居然出奇的好。

搭建一个管道,将一部分液氢引入受热部位作为冷却介质,用于降低温度。

1962年,J-2火箭发动机安装完毕,经过了多次试车后,于1963年进入生产线生产。

发动机难题就这样被攻克了,当然背后少不了大量资金的支持。

质疑之三——阿波罗号飞船

阿波罗号是目前唯一载人登上月球的飞船,其构思十分巧妙,是当时美国的巅峰之作。

飞船由道格拉斯飞行器公司,波音公司,洛克希德·马丁公司,洛克达因公司合作制造。

“阿波罗”号总高29米,重约50吨,由指令舱(返回舱)、服务舱(推进舱)和登月舱3部分组成。

指令舱:

相当于返回舱,是宇航员执行命令后返回的工具。呈圆锥形,高3.5米,最大直径3.9米,重6吨,舱内充以34.3千帕的纯氧,温度保持在21~24°C。

舱内放有三名航天员的座椅,生活必备品、救生用品等等。

同时装有姿态控制、制导导航、船载计算机和无线电分系统等等。

服务舱:

服务舱呈圆柱体,高6.4米、直径4米,重约25吨。

舱内有主发动机、变轨推进器、燃料电池等,发动机推力达到了95.6千牛,能把飞船从月球轨道送回地面。

登月舱:

登月舱重14.7吨,直径4.3米,高约7米,由下降级和上升级组成。

下降级由下降发动机、4条着陆腿和4个仪器舱组成,用于从月球轨道降落到月面,能把2名航天员送到月球上。

上升级为登月舱主体,由航天员座舱、返回发动机、推进剂贮箱、仪器舱和控制系统组成,在登月过程中,2名航天员在这里生活和工作,完成任务后航天员乘上升级返回环月轨道与指令舱会合。

阿波罗飞船虽然技术上很先进,但总体安全水平并不高,甚至在试验中还出现了三人死亡的现象。

阿波罗13号的液氧罐发生爆炸,船上的三名宇航员差一点没有回来,其中就包括NASA最有经验的吉姆·洛维尔。

现在的航天技术更加先进,但是为了确保安全,而没有采用。

登月计划不再进行,主要因素是耗资太大

阿波罗登月计划耗资巨大,总共耗资达到了240亿美元,相当于现在的2600亿美元,占当时美国GDP的2%。

仅土星5号发射一次费用就达到了1.8亿美元,相当于现在的近20亿美元。每艘“阿波罗”登月飞船比同重量的黄金还要贵15倍!

从月球带回的月岩和土样(共 385千克)按单位重量计算,其价格竟是金刚石的 35倍!

波音公司制造了四辆月球车,总造价3800万美元,在月球上的总行驶距离为90.4公里,平均每公里成本42万美元。

再加上研发、升级、维护的费用,高达数百亿美元。显然,如此高昂的费用让美国也望而却步了。

狂热的登月竞赛也给美国民众带来了巨大的经济压力,经计算,阿波罗计划使美国每一个家庭负担472美元!

美国民众叫苦不迭,纷纷抱怨说:为什么要进行登月呢?为什么要花费这么多钱呢?这真的没有意义!

同时,美国又陷入了战争泥潭,庞大的军费开支,再次让美国感到有心无力。

尼克松上任后,宣布停止阿波罗计划,这使得阿波罗18、19、20号飞船的航天员们永远失去了登月的机会。

事实上,数百亿美元可以直接造一个航母舰队了。(根据公开资料:福特级航母的造价高达150亿美元,如果算上舰载机,造价直逼200亿美元。)

印度、英国、俄罗斯等一年的军费也不过几百亿美元,这些钱造武器它不香吗?

除了庞大的耗资外,美国制造业萎靡,被金融业蚕食,也是不争的事实。

如今的美国已经不敢再强迫波音公司、洛克达因等巨头实施某些大型计划。

重返月球更加经济实用

美国的重返月球(阿尔忒弥斯计划)总耗资和预算约929.6亿美元,考虑到通胀,相当于阿波罗计划的35%。

这些资金更多的(40%以上)将用于地面勘探系统、载人着陆系统、“门户”、舱外航天服开发、勘探研发、月球技术研发等技术。

这些技术对未来发展更加重要。

登月火箭每发射一次,花费约41亿美元,这其中包括发射系统、火箭、猎户座飞船和地面勘探系统的运营成本。

该计划依然由当初阿波罗计划的商家,波音、洛克希德·马丁、洛克达因航太等公司负责研发。

同时,阿尔忒弥斯计划还将和欧洲合作,猎户座飞船和太空发射系统的相关组件将有欧洲厂商进行制造。

同时,重返月球计划与阿波罗计划不同,将会把更多的资金用在开发地球上,例如“氦3月壤”。

写到最后

50年前阿波罗计划登月的成功背景特殊,一方面是苏联的太空竞赛,另一方面是美国全民参与。

阿波罗登月计划耗费了大量资金约240亿美元,相当于现在的2600亿美元。给整个美国造成了极大的经济压力,最终因为资金压力而宣告结束。

随后美国制造业开始逐渐被金融业所挤压,导致重返月球计划被推迟至今。

我是科技铭程,欢迎共同讨论。

浏览:
宝运莱彩票平台,宝运莱彩票官网,宝运莱彩票网址,宝运莱彩票下载,宝运莱彩票app,宝运莱彩票开户,宝运莱彩票投注,宝运莱彩票购彩,宝运莱彩票注册,宝运莱彩票登录,宝运莱彩票邀请码,宝运莱彩票技巧,宝运莱彩票手机版,宝运莱彩票靠谱吗,宝运莱彩票走势图,宝运莱彩票开奖结果

Powered by 宝运莱彩票 @2018 RSS地图 HTML地图