火箭“快递”前景可期
2020-11-28于远航
□ 于远航
近期,美国太空探索技术公司获得一个看起来脑洞大开的美国军方合同——美国运输司令部司令莱昂斯在国防运输协会的一次虚拟会议上宣布,他们已经和该公司签署了一项合作协议,论证通过在太空开展快速运输的概念,以便在紧急情况下用航天运载工具来运送补给物资。
实际上,利用火箭干地球表面运输的活还是在火箭发明之初。早在人类火箭技术的萌芽时期,就有不少人认为火箭将会成为取代运输机的高效即时运输手段,“火箭送邮件”之类的桥段在上个世纪初更是屡屡见诸于当时的科幻小说。
1931 年,一位奥地利工程师曾使用火箭成功将102封信送到了5 公里之外,并由降落伞减速着陆,由此开启了邮政火箭的历史。在此之后,欧美各国的邮政火箭纷纷出现,并着实火了一阵。
二战后,运载火箭与弹道导弹蓬勃发展,美国和苏联两个航天大国也没少玩“火箭快递”的把戏,其中巴尔贝罗号导弹潜艇就先后在1959 年和1969 年两次使用摘除了核弹头的导弹向美国内地发送了“火箭邮件”,跨越700 余公里并取得了成功。这或许是历史上效率最高,也是最贵的纸质信件投递。
不过,这些“火箭快递”并没有多少实质意义。因为一来当时的火箭运力有限却价格昂贵;其次就算是迄今为止运载能力最大的登月火箭“土星五号”——这款价格超过一艘企业级核动力航母的“大家伙”,也就只能用一次。因此,即便“土星五号”能将数百吨的物资在1 小时内向地球上的任意一点投送,美军也绝对不可能用它来执行运输任务。
然而,利用火箭向地球另一个位置投送军队和物资的理念从未真的销声匿迹。
太空探索技术公司的猎鹰9 运载火箭成功实现一子级精准着陆回收并重复利用,不仅使世界运载火箭市场格局在几年时间里几乎改写,还让火箭地球运输这一概念重新复活。
首先是火箭运输的价格大幅下降,已经达到与大型运输机相当的水平。目前,一枚能够搭载25 吨有效载荷的“猎鹰9”发射成本为2800 万美元,而且太空探索技术公司估计正在研发的“星船”每次发射成本可能更低。2017 年,马斯克曾宣称,未来利用“星船”运输旅客的座位票价将与现在的全价经济舱相同。而美国空军目前的C-5 超级银河大型运输机,以2016 年的数据来看其单位小时飞行成本已达8 万美元。
其次,重型火箭的运载能力与大型运输机相当。直径9 米、高50 米的“星船”第二级,近地轨道运载能力可达150 吨。而C-5 运输机载重量仅有约120 吨,最大航程约1 万公里。
除此以外,火箭投送还有所需辅助条件少的优点。垂直降落火箭只需要一块几百平方米的开阔、平整地面,就能让相关货物舱安全降落,而大型运输机则需要机场或者预先安排的大型跑道才可以降落。
此外,运输机进行远程运输任务时,为了多搭载货物,会尽量少地携带燃油,那就需要依靠多架空中加油机支持。为了保证安全,在部分航段还需要其他作战飞机提供护航保护。而经由太空进行货运,基本没有安全之忧,现有大多数武器都够不着它。
当然,货运火箭的最大优点还是速度快。从佛罗里达州到阿富汗1 万多公里的旅程,通过太空货运火箭只需要1 小时就可以完成,而运输机则需要15 小时才能飞完这段距离。也就是说,当大型运输机还没有飞出美国国境,货运火箭已经完成任务了。
技术进步往往令以前难以想象的场景变为现实。随着火箭技术的进步,运载火箭的应用场景也在不断扩大,火箭地球运输这方面的应用大有可期!