8月16日消息，據(jù)外媒報(bào)道，新一輪太空競(jìng)賽目前正在如火如荼地進(jìn)行中，但這一次不是決定哪個(gè)國(guó)家首先進(jìn)入太空的競(jìng)賽，而是哪家航天公司的第二代超重型運(yùn)載火箭(SHLV)能首先入軌。

　　SpaceX、聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司(ULA)、藍(lán)色起源公司(Blue Origin)以及美國(guó)宇航局(NASA)都計(jì)劃建造和運(yùn)營(yíng)自己的SHLV火箭。所有實(shí)體都在努力深入設(shè)計(jì)和開發(fā)，并且大多數(shù)都處于為首次飛行進(jìn)行硬件組裝和集成的不同階段，這為我們比較它們的不同技術(shù)和方法提供了絕佳機(jī)會(huì)。

　　NASA和ULA正在開發(fā)具有由固體火箭助推器提供動(dòng)力的一次性單核火箭，而SpaceX和藍(lán)色起源公司則在開發(fā)可重復(fù)使用的設(shè)計(jì)，它們將利用由多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的巨大單核助推器。

　　SpaceX：星際飛船/超重火箭

　　目前，SpaceX是世界上唯一的超重型運(yùn)載火箭(獵鷹重型運(yùn)載火箭，F(xiàn)alcon Heavy)的建造商和運(yùn)營(yíng)者，該公司的下一代火箭幾乎已經(jīng)家喻戶曉。

　　SpaceX公司的下一代星際飛船(Starship)與超重火箭(Super Heavy)設(shè)計(jì)是迄今為止最雄心勃勃的。該公司首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克(Elon Musk)表示，新火箭將由巨大助推器組成，配備多達(dá)35個(gè)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)，能夠在發(fā)射時(shí)產(chǎn)生總計(jì)超過7萬kN的推力。火箭的上級(jí)被稱為星際飛船，將是個(gè)完全可重復(fù)使用的船員和貨物運(yùn)輸工具，由多達(dá)6個(gè)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。

　　根據(jù)2018年9月的設(shè)計(jì)更新，星際飛船與超重火箭將有118米高，將能夠以完全可重復(fù)使用的配置將至少100噸有效載荷發(fā)射到低地球軌道，其中助推器和飛船都可以返回地球進(jìn)行回收和再利用。就其本身而言，星際飛船將至少有55米高，并配有巨大的有效載荷艙(或船員艙)，可用體積不少于1000立方米�，F(xiàn)已過時(shí)的2018年設(shè)計(jì)還包括近90立方米的無壓貨艙，這個(gè)數(shù)字幾乎SpaceX可操作貨運(yùn)飛船的九倍。

　　盡管馬斯克已經(jīng)表示，星際飛船的著陸腿和操縱面的設(shè)計(jì)后來發(fā)生了變化，包括在超重型助推器上增加了著陸腿，但上層的2018年設(shè)計(jì)有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)鴨翼和鰭/腿，其中兩個(gè)驅(qū)動(dòng)有點(diǎn)兒像煽動(dòng)的翅膀。

　　目前，SpaceX公司正在佛羅里達(dá)州可可海灘和得克薩斯州博卡奇卡的兩個(gè)獨(dú)立設(shè)施積極建造兩個(gè)軌道星際飛船的原型，以及星際飛船原型的測(cè)試版StarHopper。StarHopper配備了一個(gè)單獨(dú)的猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)(SN06)，最近成功完成了20米“跳躍(懸空測(cè)試)”，這也是該飛行器的第一次無纜繩束縛測(cè)試飛行。

　　據(jù)馬斯克稱，StarHopper正在為最早于8月16日進(jìn)行的第二次無纜繩束縛懸空飛行測(cè)試做準(zhǔn)備，屆時(shí)火箭將達(dá)到最高200米的高度，并進(jìn)行微小的轉(zhuǎn)向，降落在相鄰的著陸臺(tái)上。馬斯克還計(jì)劃在定于8月24日在德克薩斯州博卡奇卡舉行的官方活動(dòng)中，展示星際飛船狀態(tài)的重大更新。除了馬斯克通過數(shù)百條斷斷續(xù)續(xù)的推文提供的信息外，這將標(biāo)志著SpaceX的星際飛船材質(zhì)從碳纖維到不銹鋼改變以來，第一次進(jìn)行正式演示。

　　SpaceX對(duì)星際飛船和超重火箭生產(chǎn)采取了真正史無前例的方法，目前正在戶外組裝兩個(gè)全尺寸星際飛船原型(Mk1和Mk2)，幾乎沒有任何遮掩，盡管有些覆蓋設(shè)施正在同時(shí)建造。

　　藍(lán)色起源公司：BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)

　　與此同時(shí)，藍(lán)色起源公司和ULA已經(jīng)建立了合作伙伴關(guān)系，因?yàn)檫@兩家公司最終將使用藍(lán)色起源公司制造的相同發(fā)動(dòng)機(jī)，來為他們的下一代運(yùn)載火箭助推器提供動(dòng)力。ULA已決定為其火神重型火箭購買藍(lán)色起源公司制造的BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)，這主要是因?yàn)橛捎诿绹?guó)的制裁，該公司將在2022年后無法再進(jìn)口在Atlas V上使用俄羅斯制造的RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　然而，最重要的是，藍(lán)色起源公司正在開發(fā)BE-4，并將其作為該公司自己的兩級(jí)超重運(yùn)載火箭(新格倫號(hào)，New Glenn)的主要推進(jìn)器。新格倫號(hào)火箭的第一級(jí)將由7種極強(qiáng)的氧氣提供動(dòng)力，利用液化天然氣(LNG)和液氧產(chǎn)生至少2450kN的推力。

　　出人意料的是，新格倫號(hào)火箭在發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的推力，實(shí)際上會(huì)比SpaceX的獵鷹重型火箭整整少33%，但在更高的軌道上，其很可能碾壓獵鷹重型火箭的性能。這在很大程度上要?dú)w功于單核火箭的更高效率，以及其以甲烷為燃料的BE-4助推級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)和以氫為動(dòng)力的BE-3U上級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的更高效率。

　　據(jù)藍(lán)色起源公司稱，新格倫號(hào)火箭將能夠向低地軌道發(fā)射45000公斤的有效載荷，向地球同步轉(zhuǎn)移軌道(GTO)發(fā)射13000公斤載荷，同時(shí)仍能回收助推器，而獵鷹重型火箭可向GTO發(fā)送的有效載荷為8000到10000公斤。

　　新格倫號(hào)火箭約為95米高，并具有最大的有效載荷整流罩，直徑可達(dá)7米。這款火箭的助推器將追隨藍(lán)色起源公司相對(duì)較小的“新謝潑德”號(hào)火箭(New Shepard)的腳步，并將依靠驅(qū)動(dòng)鰭在大氣層中機(jī)動(dòng)，同時(shí)兩個(gè)固定的翼狀條紋在返程時(shí)將可充當(dāng)“翅膀”。新格倫號(hào)火箭還將配備六個(gè)可伸縮的著陸腿，并在一艘改裝的船舶上著陸，就像SpaceX公司的獵鷹系列火箭那樣。

　　雖然自2016年9月公布新格倫號(hào)火箭生產(chǎn)進(jìn)度以來，藍(lán)色起源公司幾乎沒有發(fā)布任何文字或照片，但該公司確實(shí)每隔幾個(gè)月就會(huì)提供有關(guān)BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的少量更新，包括8月2日在該公司德克薩斯州工廠完成的最近一次全動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試的照片。

　　ULA：火神重型運(yùn)載火箭

　　ULA的下一代火神重型(Vulcan Heavy)火箭將配備兩個(gè)藍(lán)色起源公司生產(chǎn)的BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)，但在其預(yù)計(jì)2021年首次發(fā)射后的至少4-6年內(nèi)，這些助推器是無法回收的。ULA將繼續(xù)依靠他們的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，即用2-6個(gè)捆綁式固體火箭助推器(SRB)補(bǔ)充液體推進(jìn)能力，在助推器的兩個(gè)BE-4上增加多達(dá)12000kN推力，本身產(chǎn)生4800kN的推力。

　　在其最大的配置中，火神重型運(yùn)載火箭將高69.2米，僅比獵鷹9號(hào)火箭稍矮，能夠發(fā)射15噸有效載荷進(jìn)入GTO，向低地軌道發(fā)射30.3噸有效載荷。

　　ULA首席執(zhí)行官托里·布魯諾(Tory Bruno)最近在Twitter上提供了少量火神火箭開發(fā)更新信息，稱其首個(gè)火神助推器最近在該公司位于阿拉巴馬州的Decatur工廠完成。這個(gè)特別的助推器是個(gè)結(jié)構(gòu)測(cè)試體(STA)，永遠(yuǎn)不會(huì)試飛，但它仍然是ULA下一代火箭的巨大里程碑。

　　泄露的照片給出有關(guān)火神重型火箭的規(guī)模線索，因?yàn)榛鹕裰�推器旁邊的照片是該公司的Atlas V，它比火神5.4米的直徑要小得多，只有3.8米。

　　最終，這場(chǎng)現(xiàn)代太空競(jìng)賽有望使整個(gè)航天產(chǎn)業(yè)受益，特別是在引入新格倫號(hào)火箭方面，希望這能為SpaceX的可重復(fù)使用獵鷹9號(hào)和重型火箭帶來些真正的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。ULA的火神火箭計(jì)劃在2021年上半年首次亮相，新格倫號(hào)火箭則在2021年末或2022年推出。

　　SpaceX的獵鷹重型火箭已經(jīng)投入使用，剛剛在2019年6月完成了第三次發(fā)射。從2020年末開始，還有幾份發(fā)射合同有待完成。SpaceX的星際飛船/超重火箭目前處于有點(diǎn)兒混亂的狀態(tài)，但馬斯克認(rèn)為，軌道發(fā)射嘗試最早可能會(huì)在2020年初到來。

　　與此同時(shí)，NASA正在非常緩慢地進(jìn)行其空間發(fā)射系統(tǒng)(SLS)火箭的首次發(fā)射準(zhǔn)備，可能會(huì)在2022年展開。

　　如果運(yùn)氣好的話，本世紀(jì)20年代初將迎來兩枚、三枚、四枚甚至更具極強(qiáng)能力的火箭的首次發(fā)射，它們的發(fā)射成本在很大程度上將是史無前例的�，F(xiàn)在，讓我們對(duì)它們的到來拭目以待!(騰訊科技審校/金鹿)