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SpaceX(2)

2020-07-26

SpaceX(续)

液氢液氧

液氧煤油

四氧化二氮+偏二甲肼(传说中的毒发)

星舰的发动机是极为罕见的全流量分级燃烧循环发动机,还是甲烷机,单台推力达到240吨以上。

猎鹰火箭:梅林(Merlin,亦可译为“灰背隼”)发动机。

星舰:猛禽(Raptor)发动机。

分级燃烧的提出者,前苏联火箭发动机工程师阿列克谢·米哈洛维奇·伊萨耶夫(Aleksei Mihailovich Isaev)

比冲:单位推进剂产生的冲量。

推重比:结构产生的推力大小与结构在地球表面所受到的重力大小之比。

由于火箭的空载质量有时被称为“干重”,火箭的满载质量有时也被称为“湿重”。

干质比:干重/湿重

https://www.zhihu.com/question/315485320

目前常见的“火箭燃料”有哪几种,各类燃料的优劣有哪些?

https://zhuanlan.zhihu.com/p/63783327

从“梅林”到“猛禽”:“液氧甲烷”+“全流量分级循环”,星际火箭发动机的中级选择?(上)

https://zhuanlan.zhihu.com/p/64002399

从“梅林”到“猛禽”:“液氧甲烷”+“全流量分级循环”,星级火箭发动机的终级选择?(下)

https://www.zhihu.com/question/391756708

SpaceX的可回收火箭有什么神奇之处,为何其他航天大国还不能仿造?

https://www.zhihu.com/question/597238433

为什么这么多年直到马斯克出来才想到做可复用火箭?

https://zhuanlan.zhihu.com/p/348707512

运载火箭的性能参数(科普)


齐奥尔科夫斯基火箭方程:

\[\Delta V=v_e\ln \frac{m_0}{m_1}\]

其中,\(\Delta V\)是速度增量,\(v_e\)是喷气速度,\(m_0,m_1\)分别是初始质量和终末质量。


https://openrocket.info/

一个开源的火箭设计软件


星舰发射费用仅为200万美元。运力类似的波音SLS火箭每次发射费用为40亿美元,足足相差了2000倍。

https://www.zhihu.com/question/471620540

马斯克称猎鹰9号回收和翻新过程仅占成本的10%,参考维护成本高昂的航天飞机,此话可信度如何?


小布什签署的美国航天发展规划,直接规定了要求NASA退出近地空间,要求他们重新带领美国航天天顶科技。与此同时,美国的商业航天开始全面崛起,后来大名鼎鼎的space-x,bigelow,blue origin大都从此时起步。

奥巴马任期内美国商业航天的崛起就不必说了,经过全面扶植,space-x迅速成长为可以对抗任何一个国家发射市场的公司,在2018年甚至有能力挑战美国之外所有国家的总和。而NASA的焦点则全面转向深空,各种大型空间望远镜、昂贵的火星探测、木星土星探测,都达到人类历史上的巅峰。


湿彩排(wet dress rehearsal),就是排练除点火之外的所有发射环节,包括进行推进剂的装填和卸载、发射倒计时等,这个过程需要在发射工位上进行。这个环节在我国叫做合练。

卡门线(Kármán line)是一条位于海拔100 km(330,000英尺)处,被大部分认可为外太空与地球大气层的界线的分界线。

有个游戏《坎巴拉太空计划》可以模拟火箭设计发射全过程。


目前最出风头的三家私人航天公司,按技术水平来比较,大致是这样的:

维珍:本科在读。

蓝色起源:名校博士,目前在某知名教授手下做博士后,未来很有可能拿诺贝尔奖。

SPACEX:靠博士论文拿了一个诺贝尔奖,刚当教授又拿了一个诺贝尔奖,公然宣称本学科内除了自己外,都是傻B,在学界名声很坏。

Blue Origin飞行高度倒是实打实的超过了100km的卡门线,算是真正进入太空了,比前几天维珍银河布兰森上到的耍流氓高度86km要靠谱一些(只有美国认的太空界限标准80km,国际标准100km)。

https://www.zhihu.com/question/469479395

如何评价维珍银河创始人布兰森成功完成首次亚轨道旅行,全程失重4分钟,最高点海拔86千米?

https://www.zhihu.com/question/473476687

世界首富贝索斯7月20日完成太空旅行,全程持续11分钟,有哪些信息值得关注?

https://mp.weixin.qq.com/s/RPcbBqUP7wl-4fgfiiUAVg

为什么亿万富翁都想上天?


先开发一台具有垂直起降能力的小号原型机,在这个基础上放大推力、优化参数,开发更大型号的原型机。重复这个放大过程直到技术足够成熟

https://www.zhihu.com/question/352621717

为什么贝索斯拥有和资助的蓝色起源公司没有实现 SpaceX 的成就?


超声速燃烧冲压式发动机,它简称超燃冲压发动机,可以在攀升过程中从大气里获取氧气。放弃携带氧化剂,从飞行中获取氧气,节省重量,就意味着在消耗相同质量推进剂的条件下,超燃冲压发动机能够产生4倍于火箭的推力。

根据相关人士的评估,如果让第二级省的燃料有效果,第一级至少要爬到30公里,速度达到马赫5。低于这个数,跟普通地面发射火箭相比,增益不大。

在马赫数3以下,普通的航空发动机还可以冲一冲,但马赫数3以上,人类至今没有能用的可以吸入大气中氧的航空发动机,现在提出的很多概念,比如超燃冲压发动机、旋转爆轰发动机都是为Ma3以上准备的,困难重重,进展特别慢。

https://www.zhihu.com/question/268278478

腾云工程的空天飞机和美国退役的航天飞机有区别么?


Gerald Vincent Bull博士受到美国和加拿大的资助在巴巴多斯(Barbados)建立了一门大炮,称为巴巴多斯大炮,或HARP项目。

巴巴多斯大炮使用了2根406mm战列舰炮管连接而成,长度达到41米。在1966年11月18日的测试中,将180公斤的弹丸加速到2100m/s的速度。弹丸达到180公里的高度,越过100公里高度的卡门线进入太空。

https://www.zhihu.com/question/342491181

造个超大巨炮发射卫星可以吗?


制造业上有一个“白痴指数”,其是指某个制成品的成本比其基本材料的成本高多少。如果⼀个产品的“白痴指数”很高,那么⼀定可以通过规划设计出更有效的制造技术来大幅降低它的成本。2002年,马斯克算过火箭的“白痴指数”居然有50,也就是说成品成本比材料成本高50倍,所以他当时就让自己的工程师做开发替代。有一次一个零件供应商报价12万美元,然后马斯克喊工程师以每个5000美元的成本就做出来了。

2000年3月18日, 铱星正式宣布破产,留下了一段悲壮的传奇故事。而同时期创建的其他两大LEO通信星座Globalstar(全球星)和Orbcomm(轨道通信)也宣布破产。

https://zhuanlan.zhihu.com/p/666038056

我对于卫星通信行业的一些看法


在航天飞机完蛋后,空射方案一度是最主流的低成本发射思路。其实从经济角度来看并不是很合算,因为大型运输机的速度不会超过音速,而火箭入轨至少要23倍音速,飞机能提供的速度增量太低了。白嫖高度带来的节约就更少了。真正有用的也就是减少了1万米以下这段的空气阻力,节约的燃料很有限。

被寄予厚望的微软创始人投资的平流层发射系统,造一架史无前例的大飞机,运火箭到高空发射,下一步是开发专用航天飞机。

结果SPACEX发明了垂直回收火箭,把桌子掀了。

原本空射火箭还有最后一个优点,就是快速发射。一些军方的紧急任务只有飞机空射能满足,这也是为什么轨道科学很早就搞出了空射火箭。但是现在SPACEX两次任务的间隔只有几天,再也不是以前准备一枚火箭需要几个月的时代了。

https://www.zhihu.com/question/592998807

维珍轨道宣布将裁掉几乎全部员工,并停止运营,从商业角度如何看待企业此举?


虽然亚里士多德和托勒密的天文学思想有很多区别,地圆却都是其中的核心事实。他们的思想一直影响着西方的天文学,直到由哥白尼引发并由伽利略、开普勒和牛顿等人推动的天文学革命。但在这场革命中,发生改变的主要是地球在宇宙中的位置,而地球的形状并未引起过争议。

但对中国人来说,了解地球是圆的这个事实却花了很长的一段时间。中国自古以来有“天圆地方”的说法,其中的“地方”既指大地是方形,也指大地是平面。中国古代的宇宙观中有两种观念,分别是浑天说和盖天说。这两种说法的区别在于前者认为天地有相交会处,而后者认为天地是平行的,但是二者均没有地圆的观念。

https://mp.weixin.qq.com/s/0lDJiu1nyS0j1aj7C4tT-g

火箭狂人不幸坠亡,生前坚信“地平说”


https://mp.weixin.qq.com/s/sPTRKfuhEc0xx7GacomxkA

霍尔效应推进器

https://www.zhihu.com/question/425823778

重力多大的星球无法发射化学火箭?

Starlink

SpaceX的Starlink卫星是大规模量产卫星的代表,因为沿用了特斯拉的GIGA工厂的思维建造产线,每颗制造成本低于25万美元,如果计算上猎鹰九号的发射成本,平摊到每颗卫星上成本也不超过65万美元,而一枚反卫星导弹的成本大约1000-2000万美元左右,所以俄罗斯反卫星实验不可能针对Starlink卫星。

大家知道当60颗Starlink卫星准备发射前夕完成堆叠后发现其中几颗有问题会如何?答案是继续发射,因为成本极低并且马斯克的Starlink不是直送低轨,先送到一定高度由每颗Starlink卫星自己的霍尔推进器工作爬到指定的工作高度,因此质量有问题的Starlink卫星释放后不会爬升,而是快速进入大气层自毁不会成为太空垃圾。

https://www.zhihu.com/question/558699932

俄媒表示,俄军方宣布针对外国卫星展开反卫星武器试验,有哪些信息值得关注?

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