這枚“人類歷史上體積最大、推力最強(qiáng)的運(yùn)載火箭”,最初由馬斯克火星殖民計(jì)劃演變而來。之前星艦首次試飛慘遭折戟,馬斯克表示,星艦已完成1000多處改進(jìn),二次試飛成功率有望達(dá)60%。星艦的優(yōu)勢(shì)主要可以歸結(jié)為兩方面:可復(fù)用性與運(yùn)力。
被稱為“人類歷史上體積最大、推力最強(qiáng)運(yùn)載火箭”的SpaceX星艦(Starship)超重型火箭即將迎來二次發(fā)射。
據(jù)SpaceX日前宣布,星艦最早將在當(dāng)?shù)貢r(shí)間11月17日(周五)發(fā)射。美國(guó)聯(lián)邦航空管理局(FAA)之前已完成發(fā)射許可的安全性審查工作,還需等待最終許可。
而馬斯克最新表示,星艦有望在周五發(fā)射之前及時(shí)獲得發(fā)射許可。
星艦火箭之前在今年4月底首次試飛慘遭折戟,這次將是其第二次嘗試發(fā)射。馬斯克6月曾表示,星艦項(xiàng)目已完成1000多處改進(jìn),二次試飛成功率有望達(dá)60%。
實(shí)際上,星艦最初由馬斯克火星殖民計(jì)劃演變而來,在發(fā)射衛(wèi)星的同時(shí),還承載著后續(xù)探索宇宙重任。為實(shí)現(xiàn)前往火星,甚至木星、土衛(wèi)二、木衛(wèi)二、土星的愿景,星艦經(jīng)歷多次更新迭代,目前星艦已衍生出測(cè)試(原型機(jī))、登月、環(huán)月旅行、貨運(yùn)、加油、衛(wèi)星平臺(tái)、洲際旅行等多個(gè)版本,其中已進(jìn)入試飛測(cè)試階段的為測(cè)試版星艦。
為何星艦發(fā)射備受外界關(guān)注,為何其能被稱作“人類歷史上體積最大、推力最強(qiáng)運(yùn)載火箭”?整體而言,星艦的意義主要可以歸結(jié)為兩方面:可復(fù)用性與運(yùn)力。
▌可復(fù)用性
可以說,星艦承載了馬斯克對(duì)“火箭完全重復(fù)使用”的厚望——其目標(biāo)是兩級(jí)運(yùn)載火箭皆可回收并重復(fù)使用。若這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn),星艦將取代SpaceX的其他所有運(yùn)載火箭和航天器(獵鷹9號(hào)、獵鷹重型火箭與龍飛船),接下衛(wèi)星發(fā)射與載人運(yùn)輸?shù)闹負(fù)?dān),甚至在未來飛向月球與火星。
而之前的獵鷹9號(hào),則僅能回收一子級(jí)。根據(jù)數(shù)據(jù),該系列火箭在13年中(截至2023年10月10日)已發(fā)射263次,其中261次成功,一子級(jí)成功回收219次,復(fù)用一子級(jí)發(fā)射194次。
而運(yùn)載火箭可復(fù)用技術(shù)創(chuàng)新正是SpaceX火箭低成本的主要原因。山西證券便指出,這項(xiàng)技術(shù)推動(dòng)了發(fā)射成本實(shí)現(xiàn)數(shù)量級(jí)上的降低,SpaceX通過突破發(fā)動(dòng)機(jī)重啟與推力控制技術(shù)、火箭下降控制系統(tǒng)技術(shù)及重復(fù)使用火箭著陸系統(tǒng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了火箭的垂直回收。
從成本結(jié)構(gòu)來說,硬件設(shè)備價(jià)值在單個(gè)火箭中占比較高。以ULA公司的Altas V-401型火箭為例,數(shù)據(jù)顯示,將發(fā)射過程中人力成本、基礎(chǔ)設(shè)施成本、測(cè)控成本等項(xiàng)目剔除之后,其一級(jí)火箭中,發(fā)動(dòng)機(jī)成本占據(jù)總成本的54.20%,箭體結(jié)構(gòu)占23.60%,推進(jìn)劑僅占0.70%;而在二級(jí)火箭中,二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)、箭體機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備所占的比重均為28%左右,推進(jìn)劑占比僅0.20%。
中信證券11月7日?qǐng)?bào)告顯示,SpaceX在回收一級(jí)和整流罩后的復(fù)用火箭,單次發(fā)射成本僅為全新火箭的30%。一二級(jí)火箭均呈現(xiàn)硬件成本占比高、推進(jìn)劑占比低的特點(diǎn)。若在實(shí)現(xiàn)可回收的條件下,火箭可重復(fù)使用的次數(shù)足夠多,那么硬件成本分?jǐn)偟絾未伟l(fā)射的成本將明顯下降。
▌運(yùn)力
雖說數(shù)據(jù)顯示,發(fā)射服務(wù)產(chǎn)值在整個(gè)航天產(chǎn)業(yè)中僅占1.5%-2%,但運(yùn)載是進(jìn)入太空空間的入口,也是連接衛(wèi)星制造與衛(wèi)星應(yīng)用的中樞環(huán)節(jié)。隨著國(guó)內(nèi)外推出規(guī)模不一的星座計(jì)劃,衛(wèi)星發(fā)射需求也不斷增長(zhǎng)。
在這種情況下,火箭運(yùn)力便成為了制約星座大規(guī)模部署的主要瓶頸。
誠(chéng)然,復(fù)用火箭能在一定程度上提高整體運(yùn)力規(guī)模,但火箭自身的運(yùn)載能力同樣關(guān)鍵。
星艦的近地軌道運(yùn)載能力約為150噸;在不考慮回收的情況下,其有效載荷高達(dá)250噸-300噸。
這些荷載數(shù)字是什么概念?SpaceX的獵鷹9號(hào)最大運(yùn)載能力為22.8噸,獵鷹重型火箭最大運(yùn)載能力64噸,而星艦的運(yùn)載能力較它們實(shí)現(xiàn)了數(shù)倍提升。飛行驗(yàn)證成功后,星艦有望成為運(yùn)力最大的運(yùn)載火箭。
▌全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)有望加速
不難看出,有了可復(fù)用性與運(yùn)力兩大優(yōu)勢(shì)在手,星艦發(fā)射成功后,有望進(jìn)一步加速全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。
華泰證券便指出,星艦強(qiáng)大的運(yùn)載能力和低廉的發(fā)射成本或?qū)⒎?wù)于各大星座的部署,進(jìn)而加速全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),推動(dòng)手機(jī)、汽車等終端直連衛(wèi)星。此外,作為NASA月球著陸器唯一中標(biāo)方案,星艦有望服務(wù)阿爾特彌斯計(jì)劃,美國(guó)航天能力提升將促使其他航天強(qiáng)國(guó)在航天領(lǐng)域投入更多關(guān)注和資源,或?qū)⒓铀偃蚝教旄?jìng)賽。
民生證券11月13日?qǐng)?bào)告則認(rèn)為,若星艦本次試飛成功,將意味著SpaceX解決了4月份試飛中導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)艙燃油泄漏和起火的問題,并證明了SpaceX已經(jīng)提高了猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性。雖然星艦二次試飛能否成功仍存在較多不確定性,但無論從設(shè)計(jì)理念及后續(xù)行業(yè)發(fā)展方向上,都將對(duì)全球商業(yè)航天事業(yè)發(fā)展產(chǎn)生積極影響。
分析師進(jìn)一步指出,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)有望開啟并引領(lǐng)下一輪通信板塊基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),當(dāng)前我國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展雖尚處早期起步階段,但發(fā)展進(jìn)程提速顯著。短期來看,前端衛(wèi)星生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)將有望依托衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)程提速率先受益,中長(zhǎng)期維度隨著技術(shù)設(shè)施建設(shè)的逐步完善,下游衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用側(cè)相關(guān)環(huán)節(jié)將迎來黃金發(fā)展階段。建議關(guān)注信科移動(dòng)、震有科技、上海瀚訊、鋮昌科技、天銀機(jī)電、航天智裝、海格通信、普天科技等。
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原文標(biāo)題:一文讀懂:SpaceX星艦二次發(fā)射在即 為何說它是“全村的希望”?
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