“我们的征途是星辰大海!”是某部👡的经典台词,也是人类一个最大的梦想。
人类自有文明以来,就对神秘的星空充满了好奇和想往。对人类来说,翱翔于☴🃨星辰大海是与生俱来的梦想,自古以来就是一个富有魅力的热门话题,让无数人为之心动。
不过要实现这个梦想却是十分艰难的事情,星辰大海就在头上摆着,可人类想要征服它的🜀⚮话,那么首先就要面对的第一🟤🟇个问题,那就是如何“下海”?
也就是怎么冲出地球,到达太空?
物理定律一早给出了几项“下海”的关键要素。当物体达到每秒7.9公里的第一宇宙速度,就可最终摆脱地心引力的束缚进入太空,这是🏁🗅🙌航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度,也叫环绕速度。
而当物体进一步加速,达到每秒11.2公里的第二宇宙速度时,就能脱离地球的引力场前往太阳系内的其他行星。当物体超过每秒16.7公里的第三宇💵宙速度,就可离开太阳📎🙯系的重力井,前往浩瀚的银河系中🁞🔟漫游。
总之,很🛢🞄长一段时间里,航天器🙫🍒的速度都是挣脱地球乃至太阳引力的唯一要素,只要能达🜀⚮到宇宙速度,就能“下海”。
那么如何让航天器获得这个速度,很多人首先想到的应该就是火箭。它是所需科技树最低,人类最容易获得的手段。当然火箭确实能达到这个速度,在人类开启航天事业的前几十年里,火箭是人类进入太⛿☢🁅空的唯一手段。🛐
但是火🙴箭发射航天器实在太贵了,这成本真的没法大规模铺开。
一般来说,越大型的火箭发射费用越高,反之则相反。轨道越高的火箭发射,费用就越高。以地球为例子,在21世纪初,如果用火箭把物品🄴🁳发射到地球静止轨道的话,国际报价大约🕫是每公斤平均2万美元左右。
而这个价格是运货,载人航天的成本更高,俄罗斯的联盟号宇宙飞船将各国宇航⚓🐺员送往国际空间站,每个座位🌂🟡的价格高达8000万美元,大约相当于每公斤体重100万美元。
普通人的太空旅行则相对廉价,要比载人航天任务的专业宇航员便宜得多。如果只是想越过距地面100公里的卡门线,这里标志着地球大气层和外层空间的分界线,准确的说叫是亚轨道飞行,维珍银河公司“太空船2号”能够以每人25万美元的价格飞行一次。将普通乘客送往国际空间🟣🟀🚀站,在上面住一周或10天,费用会更高。2001年,世界上第一位太空游客,美国人丹尼斯·蒂托花了2000万美元在太空呆了8天。
中国航天的成本相对较低,最新报价是太阳同步轨🗘🛵道每公斤发射价格6000美元;地球🜀⚮转移轨道的每公斤发射价格可以低至每公斤8000美元;低轨道小型火箭更便宜,每公斤发射价格大约5000美元。
这🆊🍹价格真心的太贵了!那么有没有更便宜的办法🞪呢?有!那就想办法用可🂅重复使用的。
比如SpaceX公司的猎鹰运载火箭,就采用了🗘🛵一级火箭、整流罩回收技术,大大节约了发射成本。一般来说,火箭的整体成本当中,一级火箭成本占发射💪价格的一半到60%、二级火箭占20%、整流罩占10%,燃料和其他项目成本占10%,如果能回收一级火箭🙛和整流罩,就能把成本降低一半左右。
这个价格也一点儿不便宜,但是🙫🍒化学火箭就这样,它的原理结构就注定了用起来成本肯定不会便宜到哪儿去。就算是世界工厂也没办法把化学火箭降到白菜价去。