书城科普读物突破卡门线——运载火箭
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第24章 刻在天边的记录

在太空,在海里

朝鲜的火箭一点火,就进入各国监视系统的探测范围。美国宣布:朝鲜的“大浦洞-2”号导弹以130°的方位角飞越日本海和日本本土,最高高度为70~80千米。11时37分,导弹第一级落入日本西侧海域;11时43分,第二级与第三级没有分离,残骸落入日本本土以东约1270千米的太平洋海域。

朝鲜的“光明星-2”号卫星成为2009年最大的卫星谜团。世界各国的民间太空探测网没有在太空发现任何朝鲜的卫星,也没有接收到卫星发送的革命歌曲。印度探测专家认为,如果朝鲜确实发射了“光明星-2”号卫星,最大的可能是在海里。

人类在迈向太空的征途上,战胜了大自然,战胜了不可逾越的自然规律,也遇到了不可想象的困难和失败。屡战屡败,屡败屡战,不论是成功,还是失败,在天边刻下的都是永远的辉煌。

发射和毁坏卫星最多的火箭

俄罗斯一直是创造航天纪录的冠军。2004年6月29日,俄罗斯在哈萨克斯坦的拜科努尔航天中心发射场,成功发射一枚“第聂伯”号运载火箭:“一箭八星”。16分钟后,火箭把8颗微型卫星送入距离地球表面700~800千米的太阳同步轨道,打破了发射卫星最多的世界纪录。

2006年7月26日23时43分,俄罗斯从哈萨克斯坦拜科努尔航天中心,发射了一枚“第聂伯”号运载火箭,火箭上载有4个国家的18颗卫星。火箭第一级发动机升空74秒后,火箭发动机内的一个液压传动装置发生故障,导致发动机关闭,86秒后坠毁。世界上一次发射最多卫星的壮举,以毁坏卫星最多而惨痛告终。

发射卫星最多的火箭

“第聂伯”号运载火箭生来就是世界冠军的料。“第聂伯”号运载火箭由于2006年7月的那次“滑铁卢”,被关禁闭,停职检查了。几个月后,“第聂伯”号运载火箭重振雄风。2007年4月17日,俄罗斯在拜科努尔航天中心发射场一口气把14颗卫星送上太空,创造了世界上用单枚火箭运送卫星最多的纪录。

比重、比多、比准是运载火箭比赛的关键项目,如同田径的百米赛跑,新纪录经常被刷新,竞争很激烈。苏联早在了“一箭十星”。

2008年4月28日,印度在斯里哈里科塔航天中心成功发射“一箭十星”,充分展示了印度的太空实力。

成功率最高的火箭

火箭发射的成功率是各国争相竞争的数据。苏联制造的“旋风”号运载火箭,20世纪90年代后划归乌克兰所有。乌克兰的“旋30年前就经常发射“一箭六星”、“一箭七星”、“一箭八星”,共发射20次以上,一直是世界纪录保持者。2000年1月27日,美国空军在范登堡空军基地成功发射

发射次数最多的火箭

火箭发射次数也是各国争相竞争的数据。1963年11月6日,“联盟”系列火箭首次发射,到2011年底共发射了1190次,其中,1155次发射成功,失败35次,成功率为97%左右。作为单一型号,“联盟-U”号发射次数最多。1973年5月18日,“联盟-U”号首次发射,到2011年底共发射731次。“联盟-U”号失败21次,部分失败1次,成功率约为97%。

最大的运载火箭

为了实现“阿波罗”登月计划,美国共研制了17枚“土星-5”号运载火箭。“土星-5”号的高度约为110米,直径10米,重为3038吨。把“土星-5”号从肯尼迪航天中心装配大楼推出来,在10千米以外就可看见它的高大身影。

运载能力最大的火箭

美国登月用的“土星-5”号运载火箭,功率极高。“土星-5”号运载火箭的风”号运载火箭是三级型液体运载火箭,自1966年问世以来,已成功地进行了200多次发射。当其他火箭还在92%成功率的水平徘徊的时候,“旋风”号的发射成功率已达98.5%。

美国“德尔塔-2”号运载火箭由波音公司制造,1989年2月14日首飞,2011年11月退役。它曾参与151次发射任务,只有1次失败,1次部分成功。“德尔塔-2”号的成功率为98.67%,是世界航天发射史上成功率最高的火箭,创造了新的航天纪录。第一级长42米,直径10米,空重131吨,总质量2300吨,5台发动机,燃烧时间为150秒,它的推力达到33996千牛。“土星-5”号运载能力强大,近地轨道119吨,地月轨道45吨,月球轨道4.7吨。“土星-5”号运载火箭是世界上运载能力最大的火箭。

最昂贵的火箭

从1964年到1973年,为“土星-5”号运载火箭的总拨款高达65亿美元。“土星-5”号运载火箭共进行13次发射,花费23亿多美元。“土星-5”号运载火箭退役后,被分别放在约翰逊航天中心、肯尼迪航天中心和位于华盛顿的美国航空航天博物馆供人们参观。

最大的火箭发动机

最大的火箭发动机非F-1发动机莫属。到现在为止,世界上最大的火箭发动机仍然是美国“土星-5”号运载火箭的发动机。“土星-5”号运载火箭的第一级发动机是F-1火箭发动机。每枚火箭有5台这样的发动机。它的特点就是大。

美国“土星-5”号运载火箭的发动机这么大、这么高。那到底有多大、多高呢?告诉你一个方法,与长颈鹿对比一下就明白了。

F-1火箭发动机的直径是3.645米,高度是5.598米,质量为8451千克。可见,F-1发动机比长颈鹿重多了。

最昂贵的火箭试验

为了试验、测试火箭的可靠性、安全性,要花费很多钱。如美国“土星-5”号的F-1火箭发动机,点火工作时,推进剂流量是:煤油838.2千克/秒,液氧1784.7千克/秒。美国在加州爱德华空军基地进行的单台测试,总计2771次,用时239124秒,用去煤油200434吨,液氧426765吨。

单台测试成功后,美国在阿拉巴马州亨茨维尔基地,进行5台并联测试,总计34次,用时16043秒。如果按照前面列出的推进剂流量,你能计算出用去多少煤油和液氧吗?

最便宜的火箭发射

“便宜有好货”已经成为俄罗斯发射航天器的广告词。俄罗斯“第聂伯”号运载火箭出身名门,从发射洲际导弹到发射卫星,好像有点“大材小用”了。另外,俄罗斯有几千枚这样的火箭,近千个发射井。

在国际火箭发射市场上,一般运载火箭发射一次的费用都在1000万~3000万美元之间。“第聂伯”号运载火箭发射费用低廉,每次发射开价仅800万~1100万美元。“第聂伯”号运载火箭运载能力强,又擅长多星发射。如2007年4月,一次性将14颗卫星发射到位,平均每颗卫星的发射费用只有几十万美元。这简直是天上掉馅饼的“美事”!

时过境迁。2011年底,美国太空探索技术公司宣布,“猎鹰-1”号运载火箭发射费用仅为每千克1100美元。因此,目前最便宜的火箭发射的桂冠应当授予“猎鹰-1”号。

最成功的私人火箭

玩火箭的马斯科成功发射世界上第一枚私人运载火箭。他的美国太空探索技术公司和“猎鹰-1”号运载火箭名扬天下。“猎鹰-1”号运载火箭是一枚用私人资金研制的二级火箭,部分可重复使用,燃料为液氧和煤油。

2008年9月28日,位于夸贾林环礁奥麦利克岛的美军里根弹道导弹试验基地,“猎鹰-1”号运载火箭进行第4次发射。马斯科坐在指挥车里神情严肃,紧张得直冒汗。当时,“猎鹰-1”号运载火箭的发射过程通过互联网向全球直播。

见证胆略与科技成果的时刻到了。“猎鹰-1”号运载火箭点火后,慢慢离开发射台,并越飞越快。火箭越飞越高,奥麦利克岛越来越小;第一级火箭分离,残骸坠向地面;火箭进入真空空间,整流罩分离;飞行半个地球后,“猎鹰-1”号飞越大西洋。

“猎鹰-1”号飞行近7分钟,跨越太空的边界,到达100千米以上高度。火箭发射9分31秒后,第二级火箭以7.33千米/秒的速度到达轨道,运行在近地点330千米、远地点650千米处。不久,第二级火箭重新起动,最后,模拟卫星进入近地点621千米、远地点643千米、倾角为9.35°的轨道。