战神5号火箭编辑本段回目录
战神5号火箭
战神5号火箭想像图
新浪科技讯 北京时间11月26日消息，据英国《新科学家》杂志网站报道，美国宇航局2007年曾委托美国国家研究委员会(NRC)对其拟研发的新型火箭项目进行评估。11月24日，美国国家研究委员会对规划中的这种火箭给予高度评价。根据设计，这种名为“战神5”的火箭是世界上迄今推力最大的火箭，不仅可以轻松地将宇航员送上月球，甚至还能将他们送上外太空的小行星。
美国国家研究委员会公布的评估报告显示，美国宇航局规划中的新型火箭正式名称为“战神5”(Ares V)，其载重能力超过目前世界上任何一种火箭和飞行器，预计将于2020年进行首次载人太空发射。根据设计，“战神5”一次可以将长度超过8米或者质量达到数十吨的物体送入太空，比如它可以将55吨重的物体直接送入距地球150万公里的外太空。美国宇航局内部认为，如果“战神5”的研制和进展顺利，他们届时就可以实现将宇航员送上外太空的小行星。这对于人类未来有效防止小行星撞击地球无疑具有极为重要的意义。但美国宇航局的科学家们担心，这枚准备取代航天飞机将美国宇航员重新送上月球的新型火箭可能会在起飞的头几分钟剧烈振动，极有可能会毁坏整个火箭。
美国宇航局公布的“战神5”号火箭的最新设计方案显示，这枚将在12年内搭载宇航员到达月球表面的火箭大约有38层大楼那么高，而且载荷也超过了最初的计划。这枚火箭的长度比最初设计方案增加了大约20英尺，原计划火箭底部安装5个主发动机，现在变成了6个。工程师表示，他们还决定扩大一对固体燃料火箭助推器，这两个助推器将被安装在火箭侧面，这样它就能比最初预计携带更多燃料、补给和仪器。马歇尔航天飞行中心“战神”号项目办公室经理史蒂夫-库克表示，这个新方案大约将让“战神5”号比原设计多携带1.56万磅载荷。根据刚开始的设计方案，“战神5”号长361英尺，大小跟“土星5”号登月火箭类似。但库克表示，重新设计的“战神5”号火箭长381英尺，大约跟38层楼一般高。
这枚火箭是美国宇航局“星座”月球探测项目的一部分，该火箭能携带4名宇航员、一个月球着陆器和其他将在月球上降落的仪器。美国宇航局表示，它希望“战神5”号总共能数万吨的货物运输到月球上，并且将来有一天可把人和货物送往火星。库克说：“我们已经参考了1700多个‘战神’号的设计方案。”有关人员在设计这套新方案时，权衡了成本、安全、可靠和性能等因素。经过为期9个月的研究，确定美国宇航局是否能实现重返月球的目标后，宣布了这项改进方案。“星座”计划项目经理杰夫-汉雷在声明中表示，研究显示，宇航员可在2020年重返月球。他说，“这项大规模研究证明我们已经为下一阶段做好准备，这个阶段是：采纳这些设计方案，继续前进。”
美国宇航局表示，有关“战神5”号火箭的主要研究工作将在2010年航天飞机退役后展开。“星座”计划跟“阿波罗”计划不同，在“阿波罗”计划中，巨大的“土星5”号一次性将宇航员和所有仪器发射到太空，而“星座”计划制定了分两步将宇航员和仪器送入太空的方案。宇航员将搭乘一枚可以重复使用的火箭“战神1”号搭载的太空舱进入轨道。一旦到达那里，它将与一个由“战神5”号搭载的、环绕地球运行分离舱对接，然后与一颗登陆器、货物和补给一起前往月球。
自2005年以来，美国宇航局一直致力于重返月球计划，总投资超过1000亿美元。这其中包括设计两种不同用途的火箭：将宇航员送入太空的“战神1”号和一种专门负责运送货物的火箭“战神5”号。研究人员担心的不是第一节的振动，而是它如何影响“坐”在上面的部分：“猎户座”宇航员座舱、工具舱和一个助推器。第一节火箭的技术借鉴自美国宇航局用来发射航天飞机的固体燃料火箭助推器的5个部分，将由犹他州布莱汉姆市ATK发射系统公司建造。
战神五号运载火箭
制造公司 ATK固态运载火箭公司 (第一节)
TBD运载火箭公司 (第二节)
国家 美国
尺寸
高度 109.2 米 (358 呎)
直径 8.40 米
质量
节数 2节
酬载能力
酬载能力(低地球轨道) 130,000 公斤
酬载能力
月球轨道 65,000 公斤
发射纪录
现况 发展中
发射场 肯尼迪太空中心LC-39A发射台
发射次数 0
首次发射 预计2018年发射
助推器 (Stage 0) - 五段式固态辅助火箭
火箭形式 2 枚固态辅助火箭
引擎 1 固态引擎
推力 2,800,000 磅(海平面);3,300,000磅(真空最大值)
推进时间 150 秒
燃料 APCP (solid)
第一级
引擎 5 RS-68火箭引擎 663,000磅(海平面);751,0001磅(真空),单台引擎
推力 8,900,000磅
推进时间 510 秒
燃料 液态氢/液态氧
第二级 - 地球逃脱节
引擎 1 台J-2X火箭引擎
推力
推进时间
燃料 液态氢/液态氧
(原称为货物运载火箭或称CaLV),是一个星座(战神)计划的货物运载火箭,战神五号运载火箭将在美国国家航空航天局计划的重返月球运载登月小艇和地球逃脱节,预测2019年建造完成。重返月球计划由战神一号运载火箭运载太空人与战神五号运载其它舱组结合在一起飞向月球。战神五号运载火箭的酬载能力是287,000磅(130.18公吨)到低地球轨道,或者143,300磅(65公吨)到月球轨道。战神系列运载火箭的战神是由希腊神话命名而来。
设计
战神五号运载火箭被设计为大型太空载具,能运送大量的原料及金属到月球,并提供绕地轨道外的太空人之生活物资。战神五号运载火箭是一台双节式火箭,第一节有两支固态引擎及液态氢作为推进动力;第二节仅使用一台J-2X火箭引擎。
如同航天飞机一般,战神五号运载火箭的第一节使用两种动力方式,即是固液燃料并行制。战神五号运载火箭的固态火箭是航天飞机固态引擎的改良版,拥有五个节段,而非航天飞机的四个节段。此外,战神五号运载火箭所使用的是五颗RS-68引擎,相接一个比航天飞机液态氢/液态氧储存槽还大的槽体。原本美国国家航空航天局打算使用五颗航天飞机主引擎替代RS-68引擎,但最后仍决定使用RS-68(现在已计划使用六台RS-68。),因为它的价格低廉且设计简单,更重要的是其超大推力(650000磅/每颗,294.835公吨重推力)。
第二节所使用的引擎是从农神系列运载火箭(又译作土星系列运载火箭)的上面节改良而成,实际的使用是在农神一号B型运载火箭(Saturn IB,土星一号B)之上和农神五号运载火箭(Saturn V,土星五号),即地球出发站（EDS）。地球出发站使用一台J-2X火箭引擎(也用在战神一号运载火箭的第二节),使用范围广泛,可用在发射至月球的推进器,也可酬载大质量物体到近地球轨道。在飞往月球的任务中,地球出发站会点燃引擎两次,第一次是将奥赖恩太空船与之结合在一起,第二次则将整体送至月球。
战神五号运载火箭的酬载能力约为130公吨到低地球轨道,与农神五号运载火箭或苏联时代的能量号运载火箭同等,甚至可将人类送至火星,只要再装上LSAM基本型或半人马座上面节的推进器,更可以将伽利略探测船与卡西尼号之加总重量运至太阳系之外。
战神五号运载火箭在星座(战神)计划是属于纯货运太空运载工具而非像太梭或农神五号运载火箭一样的人员货物并运制,星座(战神)计划是属于人员货物分运制,战神一号运载火箭运载太空人;战神五号运载火箭运载货物。不必同时运送人员和货物,战神系列运载火箭有较多重的酬载,更可适用特殊的酬载物品,使用目的更为广泛。
战神五号运载火箭是美国国家航空航天局新的大型运载火箭,主要用途是可增加地球逃脱节和月球登艇的功能,甚至成为国际太空站新的酬载舱组的运载火箭。美国国家航空航天局最终目标是进行人类登陆火星的计划。 改进战神五号运载火箭的任务由马歇尔太空飞行中心负责;而恩慈研究中心(Ames Research Center)负责管理战神五号运载火箭整个发射过程的安全,在整个表面涂布隔热涂料。格伦研究中心(Glenn Research Center)主要负责登月小艇的推进器及战神五号运载火箭的推力系统和引擎推力系统控制。朗里研究中心(Langley Research Center)负责战神五号运载火箭的空气动力学。
战神五号运载火箭的其它功用
虽然战神五号运载火箭只是一个中程计划,美国国家航空航天局仍计划发展它酬载各方面酬载物的能力,沿用已经退役的阿波罗应用计划。
其中一个提案是建造一座直径八米以上的光学望远镜,位置在低地球轨道或太阳同步轨道。此光学望远镜的重要部分是可顶替哈伯望远镜的地位和提供比哈伯望远镜更好的观测能力。不需经过太空人到轨道位置且发射一次就可让望远镜到达定位。
早期概念
当战神五号运载火箭还未在美国国家航空航天局声名大噪时,在早先几年时有一台运载火箭与农神五号相似的大型运载火箭,是用来取代农神五号的火箭。
那就是在"火星任务"这本书中,作者罗伯特 苏伯林(Robert Zubrin)说明一种可行的未来火箭,名字叫战神运载火箭。在此书中的战神运载火箭由航天飞机的液态氢/液态氧储存槽和三颗航天飞机主引擎;第二节则使用一颗RL-10火箭引擎。
规格
火箭长度：109米（359呎）
火箭质量：3356.57吨（740万磅）
可酬载质量：低地球轨道（LEO）130吨 至月球 64吨
NASA打造大推力战神5号火箭将改变天文学编辑本段回目录
战神5号火箭庞大的保护罩足可装下大约8辆校车
目前计划用战神5号发射的最小望远镜也比哈勃要大许多
据美国宇航局网站报道，在天文学“游戏”中，尺寸至关重要。要想获得距地球数十亿光年远的天体清晰照片，我们便需要大口径天文望远镜。随着美宇航局新一代战神5号火箭即将问世，天文学的“游戏规则”或由此改变。
对天文研究产生重大变革
特伦森领导实施了多项先进的天文学概念研究。他认为，“美宇航局新型战神5号火箭将彻底改变‘游戏规则’。”战神5号火箭担负着发射美宇航局新一代载人月球登陆器及月球基地所需要货物的重任，其庞大的保护罩足可装下大约8辆校车，火箭的动力足以将18万公斤的重物(大约相当于16或17辆校车)送入低地轨道。另外，战神5号火箭运载重物的质量是航天飞机载重量的6倍，运载重物的容量是航天飞机的3倍。
特伦森说：“想一想，这种火箭所能发射的望远镜将会是什么样子。这种望远镜将对天文学研究产生重大变革。”马歇尔太空飞行中心光学工程师菲尔·斯塔西尔(Phil Stahl)举例说明了这一点：“战神5号可以携带直径达8米的超大口径望远镜，我们目前已掌握了制造这种望远镜的技术。由于不必将大型望远镜放到小型运载火箭上发射，这样，发射的危险相对较低，同时在成本方面还存在巨大优势。”
斯特西尔指出，相比之下，“哈勃”天文望远镜直径只有2.4米。直径8米的单镜面望远镜(monolithic telescope)观测物体的清晰度是“哈勃”望远镜的3倍。更为重要的是，在相同的观测时间内，直径8米的望远镜可以看到的天体会比“哈勃”望远镜暗上11倍，因为前者的光收集区域是后者的11倍。
战神5号火箭甚至可以将体积更大的望远镜送入太空。它可以运送大型分段式望远镜(segmented telescope)，分段式望远镜有多个镜片，这些镜片可以折叠以利于运输，比如“詹姆斯·韦伯”太空望远镜，但新型分段式望远镜的体积却是“詹姆斯·韦伯”望远镜的三倍。
敏感度是哈勃近两千倍
太空望远镜科学研究所的天文学家马可·鲍茨曼(Marc Postman)多年来一直在设计直径16米的分段式光学/紫外望远镜——ATLAST(先进技术大孔径太空望远镜的缩写形式)。如此大孔径的望远镜的科学意义当然不同寻常。鲍茨曼说：“ATLAST望远镜的敏感度是哈勃望远镜的近2000倍，图像清晰度是哈勃或詹姆斯·韦伯望远镜的7倍左右。它可以帮助我们揭开一个旷日持久的谜团——‘地球以外的地方是否还存在生命？’”
ATLAST望远镜的超敏感度还可以大大增加天文学家对样本大小恒星的观测范围，在宇宙某个角落去寻找适于生命居住的星球。鲍茨曼说：“在太空望远镜的帮助下，我们可以获取绕附近恒星(距地球60至70光年远)旋转的地球质量行星的光谱。我们可以从这些行星的光谱信号中探测氧气和水的痕迹。ATLAST望远镜还能精确确定地球附近星系中恒星的诞生日期，让我们对星系聚集恒星的方式进行准确描述。”
ATLAST望远镜还可以探究星系和黑洞之间的联系。科学家知道，几乎所有现代星系的中心都有超大质量的黑洞。鲍茨曼解释说：“超大质量黑洞的形成和星系的形成可能存在着重要联系，但我们不了解它们这种关系的性质。是黑洞最先形成，作为种子让星系在它们周围生长呢，还是星系最先形成，作为恒温箱养育了超大质量的黑洞呢？大型紫外/光学望远镜可以解答这个问题：如果我们的望远镜发现古代星系中心没有超大质量的黑洞，这意味着星系没有黑洞亦能存在。”
美国得克萨斯大学天文学家丹·莱斯特(Dan Lester)提出了建造一种直径达16米的大型望远镜的想法，这种望远镜将用于探测远红外波长。莱斯特说：“远红外望远镜与斯塔西尔和鲍茨曼的光学望远镜截然不同，但是对它们的有力补充。在光谱的远红外线部分，我们一般不能看到恒星星光本身，但可以看到恒星周围的尘埃和气体的闪光。在恒星形成的早期阶段，原恒星周围是可见光无法穿透的一层层尘埃物质。远红外望远镜可以让我们探测这些巨大、稠密云团的内部。
