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美國登月可能造假嗎

生活 更新时间:2024-07-28 00:03:41

原作者土星V号,來源航天愛好者網

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“洩氣”的藍色起源

随着NASA和藍色起源的法律紛争逐漸白熱化,兩方的言辭也是越來越激烈,NASA一改以往溫和的說法,在向法院的陳述中直言不諱的表明“藍色起源更看重自己的财富而不是人類對太空的探索”,甚至會導緻“美國無法完成重返月球的目标”,且藍色起源的競标方案“根本就沒有可能中标”

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“藍色起源更看重自己的财富而不是人類對太空的探索”

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“藍色起源根本就沒有可能中标”

從措辭上不難看出,NASA對藍色起源的競标的問題并非單單隻是因為價格過高,也包含了對降落器設計本身的不滿。有趣的是随着藍色起源最近各種高級員工離職的風波(據外媒航天記者報道,近期藍色起源關鍵崗位離職率高達20%,研發活動已經受嚴重影響,主頁君注),反倒沖淡了對其HLS競标(HLS:Human Landing System,即載人登月艙)設計的關注。那麼不如就來看下号稱“國家隊”的藍色起源月面降落器,到底有多少槽點。

槽點1:NASA國家隊PTSD

如果問NASA在過去二十年商業合作的最大教訓是什麼,那便是批量承包商的失勢。SpaceX被稱為“新太空企業”的一大原因便是其垂直整合幾乎整套産業鍊,從火箭到引擎到衛星到飛船再到發射場,大幅度減少了不必要的承包商數量。

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這不僅對于降低成本有幫助,還利于系統的各種優化改進,畢竟同在一個屋檐下交流要遠勝于跨公司的溝通。之前的航天飛機便因為引擎,固推,軌道器機體分包導緻價格居高不下,現如今同樣超支延期的SLS還沒首射,藍色起源卻還要接着來拉入洛馬,諾格等來搞“國家隊”承包商設計,這NASA還敢選才是真的有問題。

槽點2:我是宇航員不是攀岩教練.jpg

藍色起源降落器的設計很明顯是參考的阿波羅登月艙的疊塔型,加壓生活艙在降落艙的上方。但和阿波羅登月艙不同的是藍源一拍腦袋直接把居住區擡高了許多,從CG圖裡看到居住區艙門高度至少是宇航員身高的4倍。

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這若不夠直觀的話,看之前公開的模型就更明顯了

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這是“國家隊”(藍色起源)在競标過程中唯一提交的一個實物,一個全尺寸模型

在此期間,SpaceX光試飛就炸掉了4艘50米高的星艦原型機

維護人員都要用懸臂車才能上去清理,怎麼可能指望完成月面行走後疲憊的宇航員,要帶着采集的樣本拖着厚重的宇航服,再爬上幾乎垂直的梯子才能休息?這點上藍色起源自己做的圖還砸了自己的腳。

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降落器艙門距離月面32英尺約9.7米,9.7米這什麼概念,一層樓大概也才2.7-3米,等于宇航員要爬至少三層樓高的梯子。相比較SpaceX的星艦雖然距離月面126英尺約38米,但星艦有備用的電梯啊,不管是人員的輸送還是物資的輸送都會比接近10米的梯子要方便很多。

槽點3:我是宇航員不是煤礦工人.jpg

阿波羅項目最常被人忽視的一點便是月面塵埃的污染。由于阿波羅登月艙沒有獨立的氣閘存放艙外航天服,沾滿月面行走時塵埃的艙外宇航服隻能和居住區放在一起。不僅增加了滲入精密儀器的電路中造成損壞的可能性,還會讓宇航員吸入顆粒物損傷肺部。更關鍵的是月球沒有磁場保護,塵埃直接承受太空輻射帶有一定的放射性,帶入加壓的生活空間會造成二次輻射危害。

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我不和你說,你可能感覺這是一位剛升井的煤礦工人

對于最長不到4天的阿波羅宇航員來說還勉強能接受,對于要長時間深空駐紮長時間月面居住的宇航員就另說了。藍源的降落器加壓艙恰好全部都在頂端,沒有布置額外分開的隔離空間,更沒有空間布置NASA的“外挂式”艙外航天服。從模型看藍源的降落器窗口甚至就在艙門旁邊,并沒有獨立的氣閘,在阿波羅登月後半個多世紀還設計整個艙室加壓減壓來艙外行走,有點誇張。

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在這方面做的最好的是星艦,得益于體積大的優勢不僅有專門的氣閘艙甚至有專門的貨運氣閘層,居住空間在氣閘層上方,受月球引力影響塵埃會天然遠離加壓空間。外挂航天服接口還可設計在氣閘艙内部,物理意義上隔絕月面塵埃的影響。同時星艦内部的儲水結構還可兼職輻射避難所,在遭遇太陽風暴時保護宇航員。

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非官方設計圖,但空間排布可供參考

槽點4:地球軌道能解決的東西,就不要拖到月球軌道了。

這點上藍色起源自己做的圖又砸了自己的腳,試圖證明自己的降落器隻需要3次發射,SpaceX的則需要10次以上,所以SpaceX的風險更高。

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先不說星艦的發射次數有争議,根據馬斯克所說7次足矣,藍源的圖裡星艦的對接在軌燃料加注是在的地球軌道,而藍源降落器的三部分是在地月轉移軌道/環月軌道。也就是如果發射對接過程中出現問題,星艦隻需要再發射一艘燃料船或者再發射一艘登月艦,最快幾個小時最慢也不過兩天完成對接繼續任務。而如果藍源的三部分發射或對接有一部分出現問題,要不隻能放棄任務,要不就要等數天讓其他部分從地月自由返回軌道回來。對于在環月空間站等候的宇航員來說,哪個的冗餘高不言而喻。

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另外在發射場的冗餘程度上藍源也遠遜于星艦,藍源租借的隻有卡角的SLC-36A和SLC-36B,且預計最早也要2022年底才能投入使用,哪怕算上合作方的火神火箭也隻多卡角的SLC-41一個發射台。哪怕不算上研發時間的要求,藍源的降落器也嚴重受制于卡角且SLC-41會和其他發射沖突。與之相反星艦的發射場可在南德州和卡角,且卡角有兩個完全屬于SpaceX的發射台SLC-39A和SLC-40,受發射場天氣和發射台安排的影響都會小很多。

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SLC-39A星艦發射改造計劃

槽點5:藍源啊,你的BE-4引擎儲量還夠嗎?

比人盡皆知的BE-4研發和生産延遲更糟糕的,是所能提供的數量。由于新格倫和火神火箭都隻有一個發射台,而發射降落器需要至少三次發射,那麼在合理時間内對接必須至少有一個部件是新格倫發射,而新格倫一次便需要7台BE-4引擎。也就是一次發射最少需要提供7 2 2=11台BE-4,這還是在ULA願意連續發射兩次的基礎上,實際上因為火神火箭隻回收引擎并不回收箭體,是很難做到快速複用兩次發射的。更現實的組合是2次新格倫加1次火神,但那樣引擎需求便要到16台,而迄今為止藍源的1号和2号BE-4引擎都還沒建造完成,連完整的全時長點火引擎質檢測試都沒有做。别忘了,2015年時藍源可是說“已經超過3年的研發”且“BE-4将會在2017年投入使用”。

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換言之從2011年到2021年,整整10年的時間都沒有搞定一款引擎。BE-4的研發都這麼磕磕絆絆,NASA更不會相信降落器要使用的BE-7能一帆風順了。

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不難看出有這5個槽點,哪怕藍色起源能把HLS的競标價格降到和SpaceX的接近(事實是藍色起源報價比SpaceX高30億美元,主頁君注),NASA估計也不會選實在是因為槽點太多了。藍源的設計方案自始至終都給人一種是對登月的認知停留在“野營插旗”,完全不理解阿波羅登月艙設計的妥協,直接照抄結果成了東施效颦。與其說是工程師設計的,不如說是營銷部門設計的,完全沒有經過任何深思熟慮,拉上名号大的公司搞“國家隊”好賺一筆。隻不過NASA這次有了别的選擇,不用再矬子裡拔将軍了。

(全文完)

主頁君注:本文中作者所列槽點大部分與NASA評标文件的官方觀點一緻,但也有部分NASA觀點有出入,請讀者自行辨别,詳見往期文章:《SpaceX獨攬登月艙之後,友商投訴,國會不爽,新局長揚言再尋“新歡”!》,我僅摘錄一段。

NASA認為SpaceX方案的主要劣勢如下:1.星艦需要多次連續快節奏的密集發射才能執行任務,這被NASA認為是一項重大缺陷(a significant weakness)。

2.星艦需要多次大規模低溫推進劑在軌加注,NASA認為這也是該設計的一項重大風險。但由于星艦的在軌加注是在近地軌道進行,NASA認為該風險相對于環月軌道加注更容易克服(entail operational risks in Earth orbit that can be overcome more easily than in lunar orbit)。

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