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专访航天专家:80秒开炸是有讲究的

2020-01-22 09:15 钱江晚报  作者:章咪佳

北京时间2020年1月19日的大半夜,无数网友陪着埃隆·马斯克,看了一朵大烟花——Space X的猎鹰9号火箭爆炸了,全程用时1分38秒,3.4亿元就这么炸没了。

不过,没人替马斯克心疼,马斯克自己都笑得合不拢嘴。什么原因,这两天网上的各种科普也讲得很清楚了,这次发射是就是要测试:如果火箭升空后爆炸,在火箭上太空舱里的宇航员,能否成功逃逸。

我下面讲的内容,不是来重复以上这些的,是请教了航天科工二院二部研究员、国际宇航联空间运输委员会秘书长杨宇光,给你加点料。

在春节聚会吃饭大伙儿掰扯的时候,你有独家的谈资——为什么选80秒时爆炸?

回顾一下

人类史上最贵“二踢脚”

有网友说,这是人类史上最贵“二踢脚”。

来回顾一下这记漂亮的爆炸——

火箭起飞后1分钟24秒左右,火箭速度超过1600公里/小时,引擎熄火,太空舱上的八个推进器同时点火,并达到最大推力,太空舱弹射而出。

而猎鹰9号,在向下坠落的过程中,完成了历史使命——按计划爆炸。

2分25秒后,太空舱与推进器分离,呈自由落体状向大西洋坠落。

4分45秒后,两个降落伞展开。

5分36秒,4个降落伞抛出,20秒后完全展开。

北京时间2020年1月19日的大半夜,无数网友陪着埃隆·马斯克,看了一朵大烟花——Space X的猎鹰9号火箭爆炸了,全程用时1分38秒,3.4亿元就这么炸没了。

不过,没人替马斯克心疼,马斯克自己都笑得合不拢嘴。什么原因,这两天网上的各种科普也讲得很清楚了,这次发射是就是要测试:如果火箭升空后爆炸,在火箭上太空舱里的宇航员,能否成功逃逸。

我下面讲的内容,不是来重复以上这些的,是请教了航天科工二院二部研究员、国际宇航联空间运输委员会秘书长杨宇光,给你加点料。

在春节聚会吃饭大伙儿掰扯的时候,你有独家的谈资——为什么选80秒时爆炸?

回顾一下

人类史上最贵“二踢脚”

有网友说,这是人类史上最贵“二踢脚”。

来回顾一下这记漂亮的爆炸——

火箭起飞后1分钟24秒左右,火箭速度超过1600公里/小时,引擎熄火,太空舱上的八个推进器同时点火,并达到最大推力,太空舱弹射而出。

而猎鹰9号,在向下坠落的过程中,完成了历史使命——按计划爆炸。

2分25秒后,太空舱与推进器分离,呈自由落体状向大西洋坠落。

4分45秒后,两个降落伞展开。

5分36秒,4个降落伞抛出,20秒后完全展开。

虽然太空舱中只是两个“假人”,但停留在大西洋上的太空舱救援队也已经开始行动起来,前往目标海域搜救。

一方面是测试流程的完整性;另一方面,这些假人和太空舱也记录了更加详细的数据,能够为判断未来这一行为对人体都会造成什么影响提供帮助。

9分02秒之后,太空舱完美落到大西洋中。

测试成功!

Space X也已经组织了团队,准备在测试结束后收回火箭碎片。

80秒时爆炸

是选在最危险一刻

Space X这次的测试,这也是人类航空史上的第一次——猎鹰9号火箭携带太空舱,在升空过程中爆炸。

航天科工二院二部研究员、国际宇航联空间运输委员会秘书长杨宇光告诉我:“载人航天最基础的就是天地往返,而天地往返最危险的环节,就是起飞的过程。”

这次爆炸,锤炼的是载人火箭猎鹰9的逃生系统,这意味着:民用航天Space X运送更多人类进入太空的计划,又进展了一大步。

我们再进一步来扒一扒这朵史上最贵的“烟花”。

北京时间1月19日晚上11点30分,猎鹰9号火箭发射。

80秒后,天空出现了前面描述的那壮烈一幕。

为什么选择80秒时火箭爆炸?

在这个时间点爆炸,其实是一个最大的挑战。

“火箭上升的过程中,速度越来越快,有气动力作用在火箭上,同时还会对箭身产生强烈的震动。在这个过程中,火箭经受的力学条件非常复杂。”

“最危险的是气动力,气动力的作用和大气的密度和当时飞行的速度有关系。”

火箭起飞过程中,高度高,大气密度越来越小,速度越来越快。杨宇光讲到一个描述气动力的专业概念,叫“动压”(动压=密度×速度2)。

动压的曲线,肯定是一个从起飞速度为0,开始往上爬,到达顶峰,再往下走,到最后飞出大气层,动压又为0。

最危险的时候,是动压最大的时候。

火箭起飞后任何过程都有危险,但要检验紧急逃逸系统是否有效,肯定是选择最恶劣的情况,这就是动压最大的时候。

所以马斯克后来敢笃笃定地称,这是为NASA宇航员的新型商业飞船Crew Dragon进行的最终安全测试。

最快今年3月

猎鹰9号送他俩上天

当然,这次测试成功,也不仅仅只是关乎Space X与NASA的合作顺利进行,也是载人航天历程中一个里程碑事件。

火箭失事,宇航员基本上难以生还,也给航天带来了很多悲壮色彩。

现在成功测试之后,NASA将会批准Space X进行往返国际空间站的常规载人飞行。马斯克可能最快将于今年3月,用猎鹰9号送宇航员上天。

相应的人选,也早已定了下来,分别是美国宇航员Bob Behnken和Doug Hurley。

Behnken生于1970年,机械工程博士学位,美国空军军官,拥有空军上校的职位,曾于2008年3月在任务期间参加了3次太空行走;作为STS-130的任务专家飞行,在2010年2月的任务中再次进行了3次太空行走。2015年9月,入选NASA商业船员计划底下的4名飞船驾驶宇航员。

Hurley1966年出生,土木工程师,美国宇航局的宇航员。前海军飞行员,是驾驶波音F/A-18E以及F/A-18F超级大黄蜂的首位飞行员。在2009年,作为航天STS-127任务飞行员;2011年作为亚特兰蒂斯号航天飞机飞行员,执行STS-135任务。在太空中的时间超过683小时。

2015年7月,他与Bob Behnken一同入选美国商业航天的首批宇航员。

目前,马斯克也透露了一些细节,他们将在2月份到达发射地点进行准备,在各方面条件就绪之后,就乘坐猎鹰9号前往空间站停留2周。

(责任编辑:谭滢)
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