重型猎鹰火箭的一飞冲天,由此开创了太空时代的新纪元。从此以后,人类拥有了一种高效、稳定且成本低廉的空天运载手段。
(多级火箭可回收,将会大大降低火箭的发射成本,未来太空的“物流”成本会迅速进入白菜价时代)
SpaceX这一次的壮举,也预示着未来的太空探索将不再是倾一国之力才能推进的超级工程,多级资本市场的孵化和民众高涨的热情,必将开启全民太空时代。
“钢铁侠”埃隆·马斯克的成功,除了个人的天才与努力以外,和宇航技术在过去半个多世纪以来的积累密不可分,没有以梅林发动机为代表的成熟技术,没有来自NASA的科技人才,一个“民营企业家”是不可能实现这一切的。
在回首这段历史的时候,笔者发现在知名空战游戏Ace Combat《皇牌空战》的世界中,其实就隐藏着人类太空冒险史的脉络。
第一阶段:运载火箭
从1957年人类向宇宙迈出第一步而来,美苏两国就相继启动了开挂模式,仅用12年时间(1957—1969),人类就登上了月球。这样的速度,和德国在火箭技术方面的技术积累密不可分。早在上世纪20年代,德国工程师们就开始研发固体燃料火箭,并且在二战后期成功研发了V2导弹。战后,火箭技术也被美苏两国瓜分。
(贝尔卡国所处的地缘关系和纳粹德国完全一致)
在《皇牌空战》的平行世界中,军国主义国家贝尔卡最先研发出了同名的V2战略导弹,再加上精锐空中力量所发动的闪电战,他们在自己所发动的侵略战争初期一度势不可挡。由于没有战略纵深,最终被欧西亚(以美国为原型)和尤托巴尼亚(以苏联为原型)盟军击败。战后,以火箭为代表的军工科技同样流落到了欧、尤两国。
同美苏在太空争霸过程中既有对抗也有合作的复杂关系类似的是,在这场“没有第二名”的竞争中,两个《皇牌空战》中的超级大国既把载人航天当成了展示肌肉的手段,同时又达成了《共同宇宙开发计划》,将进军外太空当成全人类的事业——通过合作来摸对方的老底,这件事情只能干,但不能说呀!
(美苏两国宇航员在和平号空间站历史性的握手)
第二阶段:航天飞机
如果有人不懂什么是“烧钱”,那么你可以带他去看火箭(还有很大几率看到“放烟花”的悲剧)。
当年美国制造出来的超级火箭“土星五号”的成本高达15亿美元,足够买一艘核动力航母了,却只能用一次……所以早在1962年,NASA就开始构想一种可重复使用的空天载具,最终诞生了航天飞机。
根据设计要求,每架航天飞机都可以执行100次任务,因此每次任务平摊下来的成本为3000万美元,看上去的确比放火箭要划算多了。但等这玩意儿真正服役之后,NASA才发现帐根本就不是这么算的:目前5架航天飞机共计仅进行了113次飞行,以每架飞机20次来算,单次飞行成本就要超过1亿美元。加上前面提到的5亿美元的维护和检修成本,每次航天飞机半个月的太空之行,都要花去六七亿美元,远远高出了火箭的花销。
而在《皇牌空战5》中出现过的巨型空天飞机——白鸟,可要划算多了!
“白鸟”属于大气圈中间层飞船,整个这个计划由欧西亚国以反战著称的总统文森特·哈林(Vincent Harling)批准,它的经费是由国防开支削减后的资金构成。原先的计划是将其作为推动国际空间和平利用事业的平台,由欧尤两国航天人共同参与完成。
(在和补给机对接的过程中,“白鸟”需要下降进入平流层高度)
“白鸟”的飞行其原理类似打水漂,利用同大气的摩擦维持高度。负责燃油和日常补给的小型穿梭机(SSTO)也没有必须突破第一宇宙速度的障碍,通过下图航天中心的电磁滑跃跑道即可升空。
虽然“白鸟”无法像航天飞机那样进入高轨道,只能在大气层边缘活动,但它要比后者要省许多,理论上可以实现永久运行。作为一种战略武器,它的部署也更加灵活,无需复杂的变轨就能到达任何想去的地方。凭借后来加装的天基激光武器,它也在“环太平战争”期间大显神威。
第三阶段:廉价太空旅行
SpaceX的多级火箭回收,的确是过于科幻了,以至于除了《少年谢耳朵》中的小谢以外,就连脑洞必须大开的游戏编剧们也没有想过这个问题。
然而,即将在今年发售的《皇牌空战7》,却带来了一种比可回收式重型火箭还要廉价的旅行方式——太空电梯。
(太空电梯至少对于玩家们来说算不上是多么新鲜的科技了,从《光晕》到我们小时候玩过的《最后任务》(俗称“空中魂斗罗”)都有大量出镜。
太空电梯的点子,最早是现代火箭技术理论的奠基人——俄国科学家齐奥尔科夫斯基想出来的。
这位大神的设想是这样的:在距离海平面35790千米的地球同步轨道上建造一个纺锤形状的太空城堡,充当“电梯”的平衡锤,然后在赤道上设置一个地面基站,再在两点之间拉一道“缆绳”。依靠引力和地球自转的离心力,“缆绳”的两端会被拉紧,从而实现一个稳定的结构……想想我们玩过的绳球、风筝和双节棍,原理自然就明白了。
真正制约太空电梯实现的技术,正是在于“缆绳”的材质,因为根本找不到一种拥有足够强度,其重量却不至于在延展250千米之后把地面基站压垮的材料。唯一的候选者是下图的纳米碳管,但是目前的加工技术连一厘米长度的管绳都造不出来……
结语
航天技术在过去60年的发展中,早已结出了丰硕的果实。因为国际地缘关系的变化,也曾经一度跌入低谷。
然而,像SpaceX这样的新兴力量的加入,必将让太空殖民时代的到来大大提前。
不说了!我去继续搬砖,好早一点攒够去火星的船票了。
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