航天新长征电动汽车技术有限公司,中国欲打造千米级巨型航天器!近万吨材料,如何运上太空?

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理想总是要有的,万一实现了呢?千米级巨型航天器相当于7艘辽宁舰航母连起来的总长,假设建造它的材料为质量较轻的铝合金以及钛合金,这样的巨型航天器需要几十万吨材料来建造航天新长征电动汽车技术有限公司。

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把这些材料运到太空是一个巨大的工程,以目前人类的航天技术来看,这是不可能完成的任务,所以“欲打造千米级巨型航天器”真的只是一个理想,实现它只能靠“万一”了。

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目前人类航天运输最大的能力是将16吨的航天飞机运到太空,比如说美国的哥伦比亚号航天飞机,将70吨的满载状态运送到170公里的近地轨道需要消耗680吨燃料。

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而我国的最大航天运载能力是25吨,即长征五号运载火箭,传说在研中的长征九号运载火箭可达到140吨的运载能力(近地轨道)。

下图为正在推入发射文昌火箭发射场1号发射塔的长征五号B型运载火箭,它是目前我国运力最大的运载火箭,可将25吨载荷运往近地轨道,远地轨道运力则为10吨。如果用它来运“千米级巨型航天器”,估计至少需要发射400次。

假设“千米级巨型航天器”的重量为整10000吨,并且长征九号运载火箭已经实现实用化,那么如何用这款火箭将这10000吨材料运到太空呢?

我们来计算一下:如果“千米级巨型航天器”的运行轨道距离为长征九号运载火箭最大运力的100公里近地轨道,每次发射10枚。

那么长征九号运载火箭每次发射的运力就是10×140=1400(吨),可见一次发射就能将1400吨材料送到太空了,发射个7次70枚就完成了10000吨材料的太空运送任务。

从理想的角度来看确实并不是很难做到,但现实就不是这样了,航天发射是一个耗资巨大系统工程,尤其是大型航天发射工程,世界上没有哪个国家具备如此大量、频繁进行大型航天发射的能力。

以美国为例,自1981年第一次发射航天飞机到2011年最后一次发射(亚特兰蒂斯号航天飞机),一共执行了135次航天飞机发射任务,相当于把9450吨材料运到了太空,耗时30年。

下图为发射升空的航天飞机,如果我国具备这样的航天发射能力,那么“打造千米级巨型航天器”实现起来就比较容易了,毕竟航天飞机长度达到了56米,发射20个相当于航天飞机长度的航天器连起来就有“千米”了。

遗憾的是我国并不具备像美国那样的航天发射能力,以目前的运力来看,能在短时间内把空间站建立起来,并且保持正常的空间站货运补给发射、人员轮换发射就已经到达航天发射天花板了,建造“千米级巨型航天器”只能是梦想了。

那么问题就来了:如果以目前我国的航天发射能力,如何才能打造出“千米级巨型航天器”?

以目前的航天发射能力,可以像建造国际空间站那样用运载火箭将分段一个一个地发射到太空中交会对接,组装成整体。

国际空间站的总质量为419吨,总长度为73米,“千米级巨型航天器”的长度将是国际空间站的13.6倍,需要用长征五号运载火箭发射200次,耗时12年就能完成,前提是不计成本。

下图为理想状态下的我国空间站全貌,目前我国的空间站仍在搭建中,完整的系统搭建尚需时日,达到国际空间站70余米长度的那样那种规模耗时不低于10年,在这个阶段去想象“打造千米级巨型航天器”只是一种接近于幻想的理想,太过科幻了。

2022-06-10

2022-06-10