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人類自有文明以來,就對神秘的星空充滿了好奇和想往。對人類來說,翱翔於星辰大海是與生俱來的夢想,自古以來就是一個富有魅力的熱門話題,讓無數人為之心動。
不過要實現這個夢想卻是十分艱難的事情,星辰大海就在頭上擺著,可人類想要征服它的話,那麼首先就要面對的第一個問題,那就是如何「下海」?
也就是怎麼衝出地球,到達太空?
物理定律一早給出了幾項「下海」的關鍵要素。當物體達到每秒7.9公里的第一宇宙速度,就可最終擺脫地心引力的束縛進入太空,這是太空飛行器沿地球表面作圓周運動時必須具備的速度,也叫環繞速度。
而當物體進一步加速,達到每秒11.2公里的第二宇宙速度時,就能脫離地球的引力場前往太陽系內的其他行星。當物體超過每秒16.7公里的第三宇宙速度,就可離開太陽系的重力井,前往浩瀚的銀河系中漫遊。
總之,很長一段時間裡,太空飛行器的速度都是掙脫地球乃至太陽引力的唯一要素,只要能達到宇宙速度,就能「下海」。
那麼如何讓太空飛行器獲得這個速度,很多人首先想到的應該就是火箭。它是所需科技樹最低,人類最容易獲得的手段。當然火箭確實能達到這個速度,在人類開啟航天事業的前幾十年裡,火箭是人類進入太空的唯一手段。
但是火箭發射太空飛行器實在太貴了,這成本真的沒法大規模鋪開。
一般來說,越大型的火箭發射費用越高,反之則相反。軌道越高的火箭發射,費用就越高。以地球為例子,在21世紀初,如果用火箭把物品發射到地球靜止軌道的話,國際報價大約是每公斤平均2萬美元左右。
而這個價格是運貨,載人航天的成本更高,俄羅斯的聯盟號宇宙飛船將各國宇航員送往國際空間站,每個座位的價格高達8000萬美元,大約相當於每公斤體重100萬美元。
普通人的太空旅行則相對廉價,要比載人航天任務的專業宇航員便宜得多。如果只是想越過距地面100公里的卡門線,這裡標誌著地球大氣層和外層空間的分界線,準確的說叫是亞軌道飛行,維珍銀河公司「太空船2號」能夠以每人25萬美元的價格飛行一次。將普通乘客送往國際空間站,在上面住一周或10天,費用會更高。2001年,世界上第一位太空遊客,美國人丹尼斯·蒂托花了2000萬美元在太空呆了8天。
中國航天的成本相對較低,最新報價是太陽同步軌道每公斤發射價格6000美元;地球轉移軌道的每公斤發射價格可以低至每公斤8000美元;低軌道小型火箭更便宜,每公斤發射價格大約5000美元。
這價格真心的太貴了!那麼有沒有更便宜的辦法呢?有!那就想辦法用可重複使用的。
比如space公司的獵鷹運載火箭,就採用了一級火箭、整流罩回收技術,大大節約了發射成本。一般來說,火箭的整體成本當中,一級火箭成本占發射價格的一半到60%、二級火箭占20%、整流罩占10%,燃料和其他項目成本占10%,如果能回收一級火箭和整流罩,就能把成本降低一半左右。
這個價格也一點兒不便宜,但是化學火箭就這樣,它的原理結構就註定了用起來成本肯定不會便宜到哪兒去。就算是世界工廠也沒辦法把化學火箭降到白菜價去。
而且,化學火箭還有很大的問題,就是有效載荷不足。
美國土星5號是截至目前仍是人類歷史上使用過的自重最大的運載火箭,高達1106米,起飛重量30385噸;總推力達3408噸,月球軌道運載能力45噸,近地軌道運載能力118噸。
俄羅斯的「能源號」火箭是世界上推力最大的運載火箭。能將270噸有效載荷送到低地軌道(約180k)、32載荷送到月球或27載荷送到火星和金星。
一次送幾十上百噸的貨物,對於科研勘探可能夠了,但是對於星際殖民或太空開發,生產建設來說,就
第577章 異星殖民計劃(2)