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讓你造拖拉機(jī),你去造火箭? 第280章 天問(wèn)
在12月10日的時(shí)候,航發(fā)委就正式確定下來(lái)了2018年的天問(wèn)系列探測(cè)任務(wù):
首先是發(fā)射載具,暫時(shí)定為新遠(yuǎn)二號(hào)乙(三級(jí)構(gòu)型),火星軌道運(yùn)力10.4噸。
總共計(jì)劃發(fā)射四個(gè)火星地面探測(cè)器,分別是天問(wèn)一號(hào)到天問(wèn)四號(hào)任務(wù),功能全部相同。
天問(wèn)一號(hào)到四號(hào)任務(wù)的探測(cè)器包含著陸器和推進(jìn)器兩部分,后者負(fù)責(zé)減速將6.5噸重的著陸器送入火星大氣。
著陸器共分三個(gè)部分:隔熱罩、巡視機(jī)器人、以及減速器。
減速器在巡視機(jī)器人上方一起包裹在隔熱罩內(nèi),進(jìn)入大氣時(shí)將先使用降落傘進(jìn)行初步制動(dòng),穿過(guò)大氣層后拋掉隔熱罩,然后使用火箭發(fā)推減速,在離地45米的距離懸空用繩纜將巡視機(jī)器人放下,然后脫離飛遠(yuǎn)墜毀。
相比于月球上的著陸器模式,這樣做的目的是最大化巡視機(jī)器人質(zhì)量,增強(qiáng)探測(cè)能力。
巡視機(jī)器人將采用傳統(tǒng)的車輪式設(shè)計(jì),暫時(shí)命名為“螢火”火星車,但質(zhì)量高達(dá)2.3噸。
其將搭載新遠(yuǎn)提供的650公斤、5.2KW大功率核電池,可以滿足螢火火星車的一切需要。
“螢火”的功能十分強(qiáng)大,除了攜帶的16種分析設(shè)備外還將搭載一個(gè)多功能機(jī)械臂,依靠自己充沛的動(dòng)力在火星上由AI控制,在兩年時(shí)間內(nèi)探索完半徑約200公里的區(qū)域。
四個(gè)火星車,對(duì)應(yīng)四個(gè)疑似存在水地點(diǎn),只要能確認(rèn)一個(gè)地方可供合成燃料就夠了。
螢火火星車是火星登陸地點(diǎn)選擇的絕對(duì)主力,其中核心又是5KW超大功率核電池。
航發(fā)委對(duì)新遠(yuǎn)的核技術(shù)還是比較信任,因?yàn)榻o這個(gè)月發(fā)射的月表蜘蛛二代:探索者二號(hào)配備的50公斤280wRTG核電池已經(jīng)交付,達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。
火星車的核電池基本就是增加電池組,而且火星有大氣可以散熱也比月球上舒服得多,5.2KW功率并不難。
第一個(gè)核動(dòng)力火星車好奇號(hào)的重量900公斤,搭載的核電池45公斤140w,動(dòng)力遠(yuǎn)沒(méi)有螢火強(qiáng)大。
不過(guò)好奇號(hào)的探測(cè)任務(wù)可不包括瘋狂找水為載人登陸做準(zhǔn)備,所以140w核電池也夠用,所以倒也不算是說(shuō)缺乏技術(shù)。
另外就是火星軌道的資源勘探衛(wèi)星共準(zhǔn)備發(fā)射4顆,單顆重量約2噸,由兩發(fā)長(zhǎng)征七號(hào)甲打過(guò)去,足夠配合完成資源勘查任務(wù)。
當(dāng)然,這只是天問(wèn)計(jì)劃,新遠(yuǎn)只是其中的重要承包商。
對(duì)于林炬自己來(lái)說(shuō),雖然前進(jìn)號(hào)已經(jīng)足夠完成登火任務(wù),但出于對(duì)系統(tǒng)的不確定性,火星任務(wù)可能比自己想象的復(fù)雜。
月球計(jì)劃中的那一套月表合成燃料、可重復(fù)無(wú)人飛船將燃料送往繞月空間站、為飛船提供補(bǔ)給的操作也要搬到火星上去。
而因?yàn)榛鹦堑闹亓Ω吆痛髿鈱幼璧K,必然整個(gè)燃料補(bǔ)給系統(tǒng)的質(zhì)量會(huì)翻倍上升,況且火星太遠(yuǎn)了需要等窗口期,每一次都要抓住機(jī)會(huì)盡可能多甩點(diǎn)質(zhì)量過(guò)去。
這樣一來(lái)四號(hào)火箭就有必要性了,200噸的火星運(yùn)力,是三號(hào)火箭的四倍。
而且四號(hào)火箭的構(gòu)型也被謝廖夫做了些許調(diào)整,芯級(jí)將同時(shí)并列放置39臺(tái)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),固體推進(jìn)器海上濺落回收可復(fù)用。
四號(hào)火箭所使用的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室將增壓30以上,在體積不變的同時(shí)海平面推力增大到280噸,使得僅僅是芯級(jí)推力就超過(guò)一萬(wàn)噸。
謝廖夫?qū)λ奶?hào)火箭非常喜愛(ài),主要是氫氧燃料非常干凈,固體推進(jìn)器就被他忽略過(guò)去。
四號(hào)火箭現(xiàn)在定下來(lái)是基礎(chǔ)型、甲型、乙型三種構(gòu)型。
基礎(chǔ)型幾乎不會(huì)制造,那是只有芯一級(jí)和助推器的一級(jí)半構(gòu)型,芯級(jí)的39臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)可以靈活調(diào)整工作數(shù)量持續(xù)工作600秒,一路將載荷送入300公里近地軌道,運(yùn)力550噸。
甲型是二級(jí)構(gòu)型,就是如果用來(lái)打低軌道就有800噸了,但它的目的是為了月球,可以將360噸載荷送往月球軌道。
乙型是專為火星設(shè)計(jì)的三級(jí)構(gòu)型,也是謝廖夫最看重的的構(gòu)型,火星運(yùn)力200噸,但重點(diǎn)在于使用液氧液氫燃料的三級(jí)會(huì)跟著載荷一起去火星并完成減速制動(dòng)過(guò)程。
去往火星,快一點(diǎn)也要4到6個(gè)月時(shí)間,液氫液氧燃料在太空的存儲(chǔ)就是一個(gè)大問(wèn)題。
液氫需要超高壓超低溫環(huán)境存儲(chǔ),還會(huì)不斷腐蝕金屬內(nèi)壁導(dǎo)致催化,長(zhǎng)時(shí)間存放極易發(fā)生泄漏,航天史上已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)多次范例。
一般來(lái)說(shuō)這種大型航天器深空航行,推進(jìn)器采用耐存儲(chǔ)的常溫燃料為宜,可以保存很久,數(shù)年都不是問(wèn)題。
但是這種燃料……它是劇毒的,比沖一半還只有200秒出頭。
所以謝廖夫果斷排除,決定在四號(hào)火箭的三級(jí)燃料罐上使用零蒸發(fā)存儲(chǔ)技術(shù)。
現(xiàn)有的液氫存儲(chǔ)手段都要定時(shí)泄氣來(lái)控制貯罐內(nèi)部液氫揮發(fā)的高壓,而零蒸發(fā)存儲(chǔ)技術(shù)的目的就是超長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)液氫,一點(diǎn)兒也不泄露出去。
不管是聯(lián)盟還是NACA都做過(guò)這方面的研究,只不過(guò)后來(lái)都沒(méi)取得太大成果便終止了,不過(guò)謝廖夫卻打算在一年左右的時(shí)間里解決這個(gè)問(wèn)題。
不為別的,就為高比沖和清潔燃料,環(huán)保主義萬(wàn)歲!
而新遠(yuǎn)的火星計(jì)劃具體章程還在謝廖夫的腦海中慢慢規(guī)劃,所以安德羅夫還不知道接下來(lái)兩年居然還要繼續(xù)搞這種大火箭,他其實(shí)都覺(jué)得三號(hào)火箭已經(jīng)足夠在整個(gè)化學(xué)能時(shí)代使用了。
阿爾忒彌斯一號(hào)任務(wù)起飛后500秒,約160公里高度,上面級(jí)帶著飛船與芯級(jí)分離。
古董級(jí)別的RL10引擎啟動(dòng),它將繼續(xù)加速,在48小時(shí)內(nèi)將獵戶座飛船送往月球。
傳回的數(shù)據(jù)特征非常完美,克萊爾一直懸著的心終于放下了。
獵戶座飛船很成熟幾乎不需要怎么測(cè)試了,只有SLS火箭一直令人擔(dān)憂,好在500秒的飛行中一切正常,助推器的殘骸都已經(jīng)墜落大洋說(shuō)明設(shè)計(jì)還是成功的,首枚火箭50多億美元的錢沒(méi)有白花。
“感謝上帝,看來(lái)小黑離開時(shí)可以開心一點(diǎn)了,雖然他取消了星座計(jì)劃,但重啟阿爾忒彌斯離不開他的支持?!?p/>
克萊爾靜靜撫平自己跳動(dòng)的心臟,認(rèn)為自己干的還是很不錯(cuò),如果還是三枚SLS和重型獵鷹火箭配合登月,2018年3月就能實(shí)施。
即使沒(méi)有重型獵鷹,兩發(fā)SLS也能在當(dāng)初保證的2018年8月之前完成登月行動(dòng)。
(本章完)
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