風雨中搖曳 看特斯拉與馬斯克創造的故事
【太平洋汽車網 行業頻道】作為(wei)(wei)看(kan)客(ke)的(de)(de)我們,應該感謝特斯(si)拉(la)、感謝伊隆·馬(ma)(ma)斯(si)克。不只(zhi)是(shi)(shi)因(yin)(yin)為(wei)(wei)他創造(zao)了一(yi)個受世人矚目的(de)(de)全新汽車(che)品牌,還因(yin)(yin)為(wei)(wei)他不停為(wei)(wei)汽車(che)業(ye)(ye)界帶來了媲(pi)美娛樂圈(quan)的(de)(de)有(you)趣故事,讓汽車(che)業(ye)(ye)界不再總是(shi)(shi)那(nei)么沉(chen)悶死板。國慶前夕,馬(ma)(ma)斯(si)克更是(shi)(shi)被(bei)美國證券交易委員會處以(yi)2000萬美元的(de)(de)罰款(kuan),比這更為(wei)(wei)慘(can)烈的(de)(de)是(shi)(shi),馬(ma)(ma)斯(si)克還被(bei)迫辭去(qu)特斯(si)拉(la)董(dong)事會主席(xi)職位——而(er)這一(yi)切僅是(shi)(shi)因(yin)(yin)為(wei)(wei)馬(ma)(ma)斯(si)克一(yi)條意圖(tu)讓特斯(si)拉(la)私有(you)化的(de)(de)推特文,看(kan)客(ke)們是(shi)(shi)不是(shi)(shi)很覺得驚訝又意外?
馬斯(si)(si)克一邊弄著火箭(jian)準備上太空奔(ben)火星,這邊他的(de)(de)(de)特(te)斯(si)(si)拉水深火熱,又(you)是(shi)產能不(bu)足又(you)是(shi)要破產的(de)(de)(de)傳(chuan)聞(wen),可(ke)以說整個(ge)2018年(nian)來(lai)汽車界的(de)(de)(de)新聞(wen)頭條就數馬斯(si)(si)克和他的(de)(de)(de)特(te)斯(si)(si)拉占(zhan)得最多,甚至遠超所有(you)傳(chuan)統汽車領(ling)導(dao)人加起來(lai)制(zhi)造的(de)(de)(de)新聞(wen)。他的(de)(de)(de)故(gu)事(shi)(shi)那(nei)么(me)精(jing)彩有(you)趣,趁著國慶假日(ri)還(huan)有(you)幾(ji)天,我們不(bu)妨(fang)回顧一下近年(nian)來(lai)馬斯(si)(si)克制(zhi)造的(de)(de)(de)大事(shi)(shi)件(jian)嗨(hai)森(sen)嗨(hai)森(sen)吧。
2018年2月6日美國東部時區下午3點45分,北京時間為2月7日凌晨4點45分,汽車工業史、乃至全人類宇宙探索史都將記下這一時刻——伊隆·馬斯克的愛車特斯拉Roadster跑車在SpaceX重型獵鷹(Falcon Heavy)火箭的(de)助(zhu)推(tui)下,成為(wei)了(le)人類史上(shang)首臺進入(ru)外(wai)層宇宙空間、突破第一(yi)宇宙速度(du)、并進入(ru)了(le)地球至火星日心轉(zhuan)移(yi)軌道(Mars Transfer Heliocentric Orbit)、向地球以外(wai)的(de)另一(yi)個行星奔去的(de)民用汽(qi)車。
重型獵鷹火箭成功發射視頻回顧,同時用現場錄像和CG動畫直觀展示,可見這次不單達到了馬斯克最低的成功要求“不爆炸”,而且還成功回收兩枚1級助推火箭,基本完美達成目標。
能把汽(qi)車(che)(che)和(he)太空事業如此緊(jin)密聯系在一(yi)起的,地球上(shang)大概只有(you)馬(ma)(ma)斯(si)克(ke)做(zuo)到了。一(yi)頭(tou)運營著特斯(si)拉公司玩新能源車(che)(che)、一(yi)頭(tou)運營著SpaceX玩宇(yu)航(hang)運載火箭(jian),這兩(liang)個(ge)看(kan)似沒什么關(guan)聯的行(xing)業馬(ma)(ma)斯(si)克(ke)卻(que)一(yi)起做(zuo)得風生水起。也(ye)得已(yi)讓本(ben)文作者(zhe)我(wo)(wo)這個(ge)宇(yu)宙學愛好(hao)者(zhe)終于有(you)機會(hui)可以名(ming)正言(yan)順地在汽(qi)車(che)(che)網網站發宇(yu)航(hang)火箭(jian)的文章(zhang)而不(bu)會(hui)被冠以不(bu)務正業之(zhi)名(ming)。也(ye)正是因為馬(ma)(ma)斯(si)克(ke),許多(duo)車(che)(che)迷(mi)也(ye)開始或多(duo)或少聽說(shuo)過馬(ma)(ma)斯(si)克(ke)的SpaceX和(he)他的獵鷹火箭(jian)。那(nei)么這次的重型獵鷹火箭(jian)究竟(jing)有(you)多(duo)厲害(hai),讓我(wo)(wo)為各位慢慢道來。
時間回溯至1969年(nian),此時正值(zhi)美(mei)(mei)蘇爭霸(ba)巔峰時期,而兩超級大(da)(da)國(guo)的(de)(de)一(yi)大(da)(da)競爭方式就是(shi)太空競賽(sai)。蘇維埃社(she)會主(zhu)義聯盟共和(he)國(guo),簡稱蘇聯或USSR,先后將人(ren)(ren)(ren)(ren)類(lei)首個(ge)衛星(xing)和(he)太空人(ren)(ren)(ren)(ren)送上(shang)了宇宙,把自認為是(shi)人(ren)(ren)(ren)(ren)類(lei)的(de)(de)希望(wang)和(he)救星(xing)的(de)(de)美(mei)(mei)帝(di)打臉打得啪啪響。咽不下(xia)這口氣的(de)(de)美(mei)(mei)國(guo),發(fa)起(qi)了至今都讓人(ren)(ren)(ren)(ren)覺得無比瘋(feng)狂的(de)(de)計(ji)劃——阿(a)波羅(luo)載人(ren)(ren)(ren)(ren)登(deng)月(yue)計(ji)劃!而就在當年(nian),美(mei)(mei)國(guo)太空總署(shu)NASA用人(ren)(ren)(ren)(ren)類(lei)至今歷史上(shang)最(zui)為巨大(da)(da)的(de)(de)火(huo)箭土星(xing)5號(hao)(Saturn V),將載人(ren)(ren)(ren)(ren)登(deng)月(yue)艙打上(shang)了LTO(Lunar Transfer Orbit),即月(yue)球轉移(yi)軌道,完成了人(ren)(ren)(ren)(ren)類(lei)首次登(deng)上(shang)另一(yi)個(ge)星(xing)球的(de)(de)壯舉(ju)。
1969年阿波羅登月計劃的土星5號是人類歷史上最強的火箭,LEO運載力達到135噸,相比之下如今的重型獵鷹也不過60多噸。但土星5號以今天貨幣價值計算單次發射成本超過10億美元,相比之下重型獵鷹的單發成本不過9000萬美元。
土(tu)(tu)星5號(hao)的(de)運(yun)(yun)載(zai)力(li)即使在近(jin)(jin)(jin)60年(nian)(nian)后的(de)今(jin)天看來也(ye)強(qiang)大得匪夷(yi)所思。其LEO(Low Earth Orbit,即近(jin)(jin)(jin)地(di)球軌道(dao))運(yun)(yun)載(zai)力(li)達到了(le)恐怖地(di)135噸,LTO運(yun)(yun)載(zai)力(li)達48.6噸!沒什么概念?那就(jiu)對比一下近(jin)(jin)(jin)60年(nian)(nian)后的(de)當今(jin)NASA最強(qiang)火箭德爾塔4號(hao)(Delta IV)區區不到29噸的(de)LEO運(yun)(yun)載(zai)力(li),不及土(tu)(tu)星5號(hao)四分之一,你(ni)就(jiu)能明白(bai)近(jin)(jin)(jin)60年(nian)(nian)前的(de)技術制(zhi)造(zao)出土(tu)(tu)星5號(hao)是(shi)一件(jian)如(ru)同開(kai)掛的(de)事情(qing)。難怪許(xu)多(duo)人至今(jin)還認為阿(a)波羅計(ji)劃是(shi)場騙局(ju)(當然這是(shi)無稽之談了(le),阿(a)波羅計(ji)劃砸的(de)錢也(ye)不是(shi)現在顯得窮酸(suan)的(de)NASA可以想(xiang)象的(de))。
LEO運載力(li)超(chao)過50噸(dun)的(de)火(huo)(huo)(huo)(huo)箭(jian)(jian),稱(cheng)(cheng)之(zhi)為(wei)Super Heavy-lift Launch Vehicle,即超(chao)重型運載火(huo)(huo)(huo)(huo)箭(jian)(jian),簡(jian)稱(cheng)(cheng)SHLLV。在重型獵鷹之(zhi)前,人類歷史上只有兩(liang)種火(huo)(huo)(huo)(huo)箭(jian)(jian)可以稱(cheng)(cheng)之(zhi)為(wei)SHLLV,一(yi)(yi)種就是土星5號(hao),一(yi)(yi)種是1980年(nian)代蘇聯制造(zao)的(de)LEO運載力(li)100噸(dun)的(de)能源(yuan)號(hao)火(huo)(huo)(huo)(huo)箭(jian)(jian),兩(liang)種火(huo)(huo)(huo)(huo)箭(jian)(jian)都已退出歷史舞(wu)臺(tai)。可以說,人類已經(jing)很長時間(jian)沒有SHLLV,僅憑現有火(huo)(huo)(huo)(huo)箭(jian)(jian)不到(dao)10噸(dun)的(de)MTO火(huo)(huo)(huo)(huo)星軌(gui)道運載力(li)是無法實現進一(yi)(yi)步(bu)宇(yu)宙探索的(de)雄心壯志(zhi)。直(zhi)到(dao)如今(jin)SpaceX的(de)重型獵鷹問(wen)世,奔向火(huo)(huo)(huo)(huo)星的(de)可能性再次出現。
雖然“僅僅只有”土星5號一半的運載力,重型獵鷹仍然是目前地表最強運載火箭,也是目前唯一的SHLLV超重型運載火箭。而且它的單次發射成本甚至比LEO運載力只有29噸的美國NASA德爾塔4號火箭更低。
重型獵(lie)鷹的(de)LEO運載(zai)(zai)力(li)(li)達到63.8噸(dun),雖然比之土星五號這樣變態的(de)存在還是(shi)弱一(yi)(yi)些,但已經(jing)達到了(le)SHLLV的(de)標準。也(ye)是(shi)目前全人類唯一(yi)(yi)一(yi)(yi)種可運行SHLLV。重型獵(lie)鷹的(de)MTO火(huo)星轉移(yi)軌(gui)(gui)道(dao)運載(zai)(zai)力(li)(li)為16.8噸(dun),已經(jing)在理論上具備把載(zai)(zai)人太空船送往火(huo)星軌(gui)(gui)道(dao)的(de)能力(li)(li)。一(yi)(yi)家私人公(gong)司能造出如此強大的(de)火(huo)箭(jian)也(ye)絕(jue)對是(shi)一(yi)(yi)件壯(zhuang)舉(ju)了(le)。那(nei)么多國(guo)家舉(ju)國(guo)之力(li)(li)都弄不出的(de)SHLLV,重型獵(lie)鷹是(shi)如何做到的(de)?
首先真是要感謝汽車工業很常見的模塊化概念。重型獵鷹就是模塊化火箭。它并不是一種全新的火箭,而是利用SpaceX已經研制成功并進行過多次成功(gong)發射的獵鷹9系列火箭發展而(er)來(lai)。它的外形和獵鷹9區別(bie)不大,箭身長度(du)甚(shen)至一樣(yang)都是70米。眼尖的甚(shen)至一眼能看出,重型獵鷹就是用了3截(jie)1級火箭的獵鷹9號(hao)火箭。
僅憑外觀就可以看出,重型獵鷹火箭實則就是增加兩個獵鷹9號1級火箭的模塊化產物。各方面參數都都正好是獵鷹9號的三倍。不過圖中數據是SpaceX在2016年給出的,一路延期到現在成本已經是當初的8500萬到9000萬美元,但運載力也相應提升,LEO運載力由53噸提升到63.8噸。
所(suo)以,從數字上我(wo)們也毫(hao)不意外地看到:重型(xing)(xing)獵(lie)鷹有3個1級火(huo)箭(jian)單元,正(zheng)好(hao)是(shi)獵(lie)鷹9號(hao)(hao)的(de)3倍;重型(xing)(xing)獵(lie)鷹有27個隼式(Merlin)1D發動機,正(zheng)好(hao)是(shi)獵(lie)鷹9號(hao)(hao)的(de)3倍;重型(xing)(xing)獵(lie)鷹的(de)地表(biao)推(tui)力(li)為22819kN、真空(kong)推(tui)力(li)為24681kN,都正(zheng)好(hao)是(shi)獵(lie)鷹9號(hao)(hao)的(de)3倍;重型(xing)(xing)獵(lie)鷹的(de)LEO運載(zai)力(li)是(shi)63.8噸(dun),正(zheng)好(hao)……哦不,略低(di)于獵(lie)鷹9號(hao)(hao)22.8噸(dun)LEO運載(zai)力(li)的(de)3倍。這(zhe)是(shi)因為火(huo)箭(jian)重量的(de)上升(sheng)(sheng),使得(de)推(tui)力(li)和載(zai)重力(li)無法成(cheng)正(zheng)比提升(sheng)(sheng),這(zhe)也是(shi)化學火(huo)箭(jian)的(de)極(ji)限所(suo)在(zai)。
靠這種看(kan)似(si)簡單(dan)粗(cu)暴實(shi)則還是頗考驗模塊化(hua)技術含量的(de)方(fang)法,獵(lie)鷹(ying)系列火(huo)箭成功晉級超重型火(huo)箭SHLLV行列。
世界主要運載火箭一覽 | |||
國家/機構 | 火箭名稱 | 最大LEO運載力 | 當前狀態 |
美國/SpaceX | 重型獵鷹/Falcon Heavy | 63.8噸 | 在役(yi) |
美國/SpaceX | 獵鷹9號/Falcon 9 | 22.8噸 | 在役 |
美國/NASA | 德爾塔4號/Delta IV | 28.8噸 | 在役 |
中國/國家航天局 | 長征3號乙 | 13噸 | 在(zai)役(yi) |
中國/國家航天局 | 長征5號 | 25噸 | 在役 |
歐洲/歐洲宇航局ESA | 阿麗亞娜5號/Ariane 5 | 20噸 | 在(zai)役 |
俄羅斯/俄羅斯航天局RKA | 質子號/Proton | 22.8噸 | 在役 |
日本/JAXA | H-IIA | 15噸 | 在役 |
印度/ISRO | PSLV | 3.8噸 | 在役(yi) |
美國/NASA | 土星5號 | 135噸 | 退役 |
說實話看到這次被馬斯克丟進太空的特斯拉跑車是讓我有點失望的。我還以為馬斯克真拿出了最新的號稱輪上扭矩1萬N·m、2秒內(nei)破百、2020年才能交貨如今已經(jing)當期貨開賣的(de)(de)全新(xin)(xin)Roadster電動(dong)超跑。實際上(shang)市2008年發布(bu)的(de)(de)上(shang)一代Roadster。看來馬斯(si)克考慮到“炸箭”的(de)(de)可能,還是舍不(bu)得用最新(xin)(xin)的(de)(de)產品。關于(yu)這款老車,我們已經(jing)有過詳細(xi)介紹,這里不(bu)再(zai)重新(xin)(xin)闡(chan)述。
送上火星轉移軌道的特斯拉是一臺老款Roadster,早在2008年推出。不是此前猜測的最新一代Roadster。123
這才是最近推出的那臺0-96km/h只需1.9秒的全新特斯拉Roadster。雖然已經開賣,但實際是2020年才能交付的期貨。
SpaceX聲(sheng)稱這(zhe)次用于給首枚重型獵鷹試驗火(huo)(huo)箭作為試驗運(yun)載(zai)物的Roadster確(que)實(shi)是送進了MTO(即火(huo)(huo)星(xing)轉(zhuan)移軌道)或(huo)TMI(Transfer-Mars Injection,即轉(zhuan)移火(huo)(huo)星(xing)推進)。也(ye)就是說這(zhe)臺Roadster已經突破第二(er)宇宙(zhou)速度(du)、脫離(li)地(di)球引力,將在茫(mang)茫(mang)宇宙(zhou)中(zhong)朝著火(huo)(huo)星(xing)的方(fang)向(xiang)飛(fei)去(qu)。但實(shi)際上,它永遠也(ye)無(wu)法(fa)(fa)到(dao)達火(huo)(huo)星(xing),而只是一(yi)(yi)個日(ri)心軌道(Heliocentric Orbit)運(yun)作的太空(kong)垃圾(ji)。沒錯,一(yi)(yi)臺汽車在太空(kong)里什么都做不了,無(wu)法(fa)(fa)進行科研探測,跟一(yi)(yi)塊廢鐵(tie)其實(shi)差別不大(da)。
與特斯拉一起被送上太空的還有車上這位“Starman”,它將“駕駛著”這臺跑車奔向火星。當然了這只是個假人,動物保護協會莫驚慌,重型獵鷹發射過程中沒有人類和動物遭到傷害(:
實際上,要(yao)(yao)從地球(qiu)發射航天器(qi)進(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)火星軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao),光光只是(shi)進(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)MTO是(shi)沒用(yong)(yong)的(de)(de)。進(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)MTO的(de)(de)航天器(qi)可以使(shi)用(yong)(yong)兩種(zhong)轉(zhuan)移軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao):一(yi)種(zhong)稱之為(wei)霍曼轉(zhuan)移軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)(Hohmann Transfer Orbit),是(shi)目(mu)前(qian)主流(liu)的(de)(de)火星探測器(qi)使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao);另一(yi)種(zhong)稱之為(wei)雙橢圓轉(zhuan)移軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)(Bi-Elliptic Orbit)。無論(lun)用(yong)(yong)那種(zhong)轉(zhuan)移軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao),都需要(yao)(yao)航天器(qi)進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)變軌(gui)(gui)(gui)(gui)機動才能成(cheng)功(gong)進(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)火星軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)。一(yi)臺在太空中漂浮的(de)(de)特斯(si)拉Roadster當然(ran)是(shi)動彈不得的(de)(de),更(geng)別談變軌(gui)(gui)(gui)(gui)了。
此為火星轉移軌道示意圖。馬斯克的Roadster就是送上了圖中虛線的霍曼轉移軌道。簡單來說就是一條與地球和火星公轉軌道重合的日心橢圓軌道。但要進入火星軌道或登陸火星,航天器除了進入MTO還需要有變軌能力,這是一臺特斯拉根本做不到的。所以這臺特斯拉其實只是成為了MTO軌道上的一個太空垃圾。
所以,也正如馬斯克所說,他(ta)這(zhe)臺心愛(還是(shi)狠心拋棄(qi)?)的(de)(de)Roadster將在(zai)宇宙(zhou)中(zhong)漫無目的(de)(de)漂泊(bo)上十(shi)億年。有(you)人質疑馬斯克為何不發送點有(you)用的(de)(de)科學(xue)器材(cai)造福人類而是(shi)干這(zhe)么無聊(liao)的(de)(de)事情(qing)。比如說中(zhong)國航(hang)天(tian)局的(de)(de)重型火(huo)箭長征5號首(shou)次試射就(jiu)搭載了霍爾推力器,也就(jiu)是(shi)傳(chuan)說的(de)(de)“電推”。可見中(zhong)國航(hang)天(tian)局的(de)(de)目標是(shi)高(gao)于SpaceX的(de)(de)。
嚴格來說,特斯拉跑車最后沒有成功變軌進入MTO軌道,而是差不多跑到小行星帶去了。這樣的軌道能飛掠火星也得等幾億年吧。因此嚴格意義來說此次試射還沒有100%成功。
不(bu)過考慮(lv)到馬斯(si)(si)克(ke)是(shi)名商人(ren),他的(de)一(yi)堆夢想沒有錢是(shi)實(shi)現不(bu)了(le)的(de)。重型(xing)獵鷹首次試射的(de)錢都是(shi)SpaceX自己掏的(de),因此不(bu)會再冒(mao)更多風險搭載(zai)一(yi)些昂(ang)貴的(de)科學載(zai)重設施。把一(yi)臺老舊的(de)特斯(si)(si)拉(la)打上(shang)天也不(bu)失為一(yi)個相對低成本(ben)的(de)試驗載(zai)重物,而(er)且也給(gei)急需現金(jin)流的(de)特斯(si)(si)拉(la)公司打了(le)一(yi)個宇(yu)宙(zhou)級(ji)的(de)超級(ji)廣告,這一(yi)點來說,無疑體現了(le)馬斯(si)(si)克(ke)作為成功商人(ren)的(de)精明頭(tou)腦(nao)。
這臺紅色特斯拉Roadster最多飛掠火星,卻永遠無法進入火星軌道,只能成為一個漂浮上十億年的太空垃圾。然而此舉為特斯拉帶來的宣傳效益是無法估量的。
如果你想了解更多關于馬(ma)斯克的(de)SpaceX航天公司(si)的(de)故(gu)事(shi),請(qing)點擊下文:
送特(te)斯(si)拉(la)跑車上宇宙(zhou),雖然瘋狂但對(dui)特(te)斯(si)拉(la)的宣傳效果無疑還是正(zheng)面(mian)的,不過這可(ke)阻止不了特(te)斯(si)拉(la)面(mian)臨的財(cai)務危機。下一頁(ye)我們就(jiu)回顧特(te)斯(si)拉(la)的財(cai)務危機情(qing)況。
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