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Space X首次发射二手重型火箭,搭载有152位逝者的骨灰

摘要:51彩网址 本次发射的载荷为24颗卫星,总重量大约3.7吨,包含光帆实验卫星、深空原子钟实验卫星以及152位逝者的骨灰样本等。

51彩网址注:本文来自微信公众号(ID:qqtech),作者:乔辉,51彩网址经授权发布。

北京时间2019年6月25日14点30分左右,美国SpaceX公司的重型猎鹰火箭发射升空,发射地点位于佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心,发射工位依然是著名的LC-39A。二级火箭已成功进入地球轨道,接下来将对卫星进行慢慢部署。但芯级火箭回收失败,发生爆炸。

这是重型猎鹰火箭的第三次发射,也是首次当地夜间发射,还是首次利用二手助推火箭的发射(中间的芯级火箭是新的)。

重型猎鹰运载火箭高70米,近地轨道的载荷能力达到64吨,地球同步转移轨道运载能力为26吨,火星转移轨道的运载能力为16吨,是目前现役的运载能力最强大的火箭。

51彩网址密集的27台梅林火箭发动机,直观感受到推力的强大

本次发射任务代号为STP-2。火箭载荷为24颗卫星,总重量大约3.7吨,它们来自于美国空军、NASA以及美国行星协会等。利用二级火箭的多次点火,这些载荷会被部署到三个不同高度的轨道上,这也是本次发射的难点所在,预计该过程要耗时6个小时之久。

本次发射任务徽章

其中比较引人注意的载荷为:“光帆二号”实验卫星、深空原子钟实验卫星、测试绿色无毒新型推进剂的实验以及盛放有152位逝者骨灰样本的骨灰盒,下面文章会对本次发射的这些看点进行一一详解,请继续耐心往下看。

由于网友对太空殡葬的话题较感兴趣,我把这个载荷提前到前面来讲。本文将分为6部分进行讲解。

  1. 二手重型猎鹰火箭;
  2. 152个人的太空殡葬;
  3. 阳光驱动的“太空风筝”;
  4. 更精确的深空原子钟;
  5. 绿色无毒新型推进剂的实验;
  6. 重型猎鹰火箭发射简史;

二手重型猎鹰火箭

从此前白天公布的照片上看,本次使用的重型猎鹰两侧的助推火箭有明显的烧蚀痕迹,有网友调侃说是“烟熏妆”。其实,这两枚助推火箭是今年4月12日第二次重型猎鹰发射时用过的。

51彩网址这是此前白天拍摄的照片,可以明显看到两侧助推火箭有烧蚀痕迹

SpaceX为了节约成本,没有完全重新涂装,但这并不影响正常飞行。中心的一级火箭和二级火箭都是全新的。因此,可以看作不完全的“二手火箭”。

51彩网址本次使用的助推火箭就是4月12日返回的这两枚火箭

51彩网址大家是否还记得第二次发射重型猎鹰时,除了两枚助推火箭成功回收外,中心的一级火箭也成功回收了。但遗憾的是,中心的一级火箭在后来运输的过程中不慎掉海里了,可谓是阴沟里翻船,并且损毁比较严重。如果不是这个意外,说不定中心的一级火箭也复用呢。

51彩网址具体查证发现,助推火箭的编号分为:B1052.2和B1053.2,中心一级火箭的编号为:B1057.1。由于每枚火箭都有一个独立编号,小数点后的数字代表使用次数,因此,这些编号就透露了历史使用情况。

152个人的太空殡葬

51彩网址本次发射搭载有一颗轨道试验平台的卫星,太空骨灰盒和深空原子钟都安放在上面。骨灰盒中盛放有152个人的骨灰胶囊。

盛放骨灰样本的一个个小胶囊,放大后还可以看到上面雕刻的墓志铭

这次太空墓葬是一个名为Celestis Memorial Spaceflights的美国公司与SpaceX公司的合作项目。Celestis公司购买发射仓位,然后再进行售卖。

根据规定,家属可选择1克至7克的搭载重量,每克接近5000美元(约合3.4万人民币)。

实际上,大部分家属都选择了1克的搭载重量。其中有一个骨灰胶囊里包含了2个人的1克骨灰,还有一个胶囊中包含了7克骨灰。胶囊上面还可以刻上墓志铭,例如,有的刻着“Get to the Stars!”,借助一句李白的唐诗,可以翻译为“手可摘星辰”。

51彩网址Celestis是历史悠久的太空殡葬公司,通过购买各种火箭发射的载荷进行此项服务,甚至包括探空火箭,亚轨道火箭等。当然,利用探空火箭和亚轨道火箭发射,只能在太空停留很短的时间,然后落回地面,估计价格也会便宜得多。

51彩网址1997年,Celestis公司通过“飞马”空射火箭首次把诸多科学家的骨灰送入了地球轨道。

1998年,借助美国向月球发射“月球勘测者”探测器的机会,该公司把著名天文学家苏梅克(Eugene Merle Shoemake)的骨灰送入了月球轨道。探测器任务结束后,一起硬着陆在月球南极附近。

51彩网址苏梅克就是最早发现1994年撞击木星的那颗彗星的人。因此,那颗彗星也被命名为“苏梅克-列维”彗星。

2008年,Celestis公司曾经和SpaceX合作过一回。那次使用的是SpaceX早期的“猎鹰1号”火箭,遗憾的是未能进入地球轨道。

2012年,Celestis公司再次与SpaceX合作,使用的是“猎鹰9”火箭,那次成功把一位宇航员和一位《星际迷航》演员的骨灰送入地球轨道。那次总共搭载了308个人的骨灰,每人1克。

除了苏梅克的骨灰达到了月球之外,围绕地球转的这些骨灰,由于轨道高度不是太高,最终都会重新坠入大气层烧毁。

但有一个人的骨灰比苏梅克走得更远,那就是冥王星的发现者,著名天文学家汤博。

汤博1930年首次用望远镜发现了冥王星的存在,轰动了全世界。2006年,“新视野”冥王星探测器发射升空,上面搭载了汤博的骨灰。2015年,新视野飞掠了冥王星,现在还在继续航行,最终会逃脱太阳的引力,真正进入星际空间。因此,这才是真正的“Get to the Stars!”。

光驱动的“太空风筝”

“光帆二号”(LightSail2)实验装置隶属于行星协会,该机构是一个全球性的非盈利组织,最早是由著名的行星科学家卡尔•萨根(Carl Sagan)等人创立的,光帆的创意也是卡尔•萨根提出的。

51彩网址地球轨道上的光帆二号(艺术图)

51彩网址光帆二号像一个巨大的风筝,展开后面积为32平方米,中心是一颗3U的立方星(10厘米X10厘米x30厘米)。

51彩网址驱动这个风筝前进的动力不是风,而是太阳的光压。太阳光有压力吗?当然有!既然有,我们为什么没感觉到呢?这是因为光的压力通常很小,日常无法察觉的缘故。

51彩网址在地球附近,一个完全反光的物体,每平方米承受的光压为9个微牛,顺手估算了一下,大致相当于一只非常瘦小蚊子的重力。

51彩网址这是海尔-波谱彗星。它有两个尾巴,蓝色的是离子尾,微黄的是尘埃尾,其中,尘埃尾就是由太阳光压造成的

光有压力这个事实其实也容易理解:光具有波粒二象性,在某些情况下,可看作由一颗颗光子组成的,具有动量。当光子被吸收或反射时,就会把动量传递给物体,给物体一个作用力。为了得到最大推力,物体的反光能力越大越好。

51彩网址因此,既然光的压力如此小,光帆的质量就要很轻;既然光帆表面反光能力越大越好,薄如蝉翼的聚合物光帆表面还要镀一层反光极佳的材料。

著名投资人尤里•米尔纳提出的“摄星计划”,也是设想利用光的压力驱动光帆超高速飞往比邻星的。当然,他的计划是利用大功率激光,而非太阳光,但道理一样。

其实,本次这个光帆二号已经是美国行星协会的第三个“太阳光帆”了,前两个分别为2005年发射的“宇宙一号”和2015年发射的“光帆一号”。

51彩网址俄罗斯弹道导弹核潜艇为行星协会发射“宇宙一号”光帆(艺术图)

2005年6月21日,一艘游弋在巴伦支海的战略导弹核潜艇“鲍里索格列布斯克”号利用导弹改装的“波浪号”运载火箭把光帆一号发射升空,但由于火箭发动机提前关机,导致载荷未能入轨,最终跌入了大海!作者对当时这个新闻事件记忆犹新。

2015年5月20日,在美国佛罗里达卡纳维拉尔角空军基地,“光帆一号”搭乘“宇宙神五”火箭进入地球轨道。但随后出现了一系列的故障,还曾一度失去联系信号,也未能及时打开太阳能帆板和展开太阳帆。一直到6月7日,才勉强展开了太阳帆。6月10日,行星协会宣布任务成功。6月14日光帆进入大气层任务结束。这是由于在光帆一号所在的轨道高度,稀薄空气的阻力大于太阳光产生的推动力,坠入大气层是不可避免的。

51彩网址除了美国行星协会外,NASA和日本航天机构(JAXA)也研发过太阳光帆。

NASA研发的两个光帆的名字分别为“纳米帆D”和“纳米帆D2”,前者发射失败,坠入大海,后者成功进入了地球轨道并成功开展了科学实验。

51彩网址日本研发的太阳帆名字为“伊卡洛斯”号。2010年5月20日,在种子岛航天中心伴随金星探测器“拂晓”号顺利升空。伊卡洛斯太阳帆成功进入了绕太阳飞行的轨道,还成为第一个在行星际空间验证太阳光帆技术的飞行器。

日本的行星际太阳光帆“伊卡洛斯”号

51彩网址“伊卡洛斯”号除了对光帆进行技术验证之外,还利用携带的伽马射线暴探测器,对伽马射线偏振进行了探测,对物理定律中的CPT对称破缺给出了更严格的限制,比此前方法的精度提高了8个数量级。

51彩网址P(宇称)的对称破缺(不守恒)让杨振宁和李政道获得了诺贝尔物理奖。但到目前为止,CPT联合操作,还没有发现破缺的迹象。

到目前为止,“伊卡洛斯”号是唯一进入行星际空间的太阳光帆。

更精确的深空原子钟

上面我们提到,深空原子钟和太空骨灰盒共同安放在同一个卫星平台上。这个深空原子钟是NASA在太空测试的一种走时更精确的原子钟。

51彩网址我们知道,目前原子钟是最精确的计时装置。其中,铯原子钟最出名,它是通过数铯原子中的电子在两个超精细能级之间的跃迁次数来实现的。同样,本次测试的汞原子钟也是利用了相似的原理。

地面上的原子钟走时精度达到了惊人的程度,但由于受环境的影响,卫星上用的原子钟还没达到地面原子钟的程度。本次测试的深空原子钟要比GPS上使用的原子钟精确50倍,要达到1000万年才产生1秒误差的程度。

目前,深空探测器还非常依赖地面进行导航,通过地面发射和返回的信号进行空间定位。今后有了走时更精确的深空原子钟,深空探测器以及未来的载人深空飞行都能够进行自主定位,摆脱对地面的实时依赖。

绿色无毒新型推进剂的实验

51彩网址在太空,卫星的变轨或姿态控制都需要推进器提供推力。目前,使用最多的是肼,又称联氨。肼在催化剂的作用下,自身就会发生化学反应,剧烈产生气体,气体从喷管喷出产生推力。但肼是有毒的,目前想测试一种更加绿色、对人无害的推进剂。这种推进剂的化学名字叫“羟铵硝酸盐”,是一种离子液体。

51彩网址好奇号火星车降落火星时的样子(CG图)。上面的空中吊车使用的就是有毒的肼燃料

由于这种新型推进器没有毒性,能加快卫星的前期地面准备工作。除此之外,它的密度比肼大45%,同样体积的燃料箱可以存储更多的燃料;冰点也比肼更低,使用更少的电能去保温。

简单来讲,这种绿色推进剂的好处是:环境友好;简化发射前准备工作;使用时间更长以及增加有效载荷。

重型猎鹰火箭发射简史

51彩网址2018年发射到太空的特斯拉红色跑车,目前正绕太阳运行

51彩网址2018年2月6日,SpaceX公司首次发射重型猎鹰火箭,把特斯拉公司生产的一辆红色跑车送出了地球,成为绕太阳运行的一颗汽车卫星。

51彩网址2018年4月12日,重型猎鹰把Arabsat公司的一颗6吨重的通信卫星成功送入轨道,该卫星是用来给中东和北非地区提供电视、网络和手机信号服务。

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