@ 2015.08.18 , 16:00
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DARPA第二阶段XS-1航天飞机设计大赛

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Image: Darpa

航天飞机最初的意图是能够更容易、更廉价、更常规地进入太空,初步目标是差不多每星期都能来一发。然而实际上却不是那么回事,现在,我们又回到老办法,把东西装在巨大昂贵的单程一次性火箭顶上丢进轨道。这个系统的确管用(大部分时候),但却不是一个有效率的系统。

仅仅因为航天飞机未能魔法般地把太空向每个人开放,却并不意味着可重复使用平台不是个好主意。在商业航天圈子里,思路就是重复使用性是压低成本的最佳方式。美国国防部的天空研究部门DARPA(美国国防部高级研究计划局 )也想在这里分一杯羹;当然以DARPA的典型风格,该署所追究的果断更具未来性。它刚刚向三家航空企业拨款二千万美元继续研发有能力每天放卫星的重复使用空天飞机(航空航天飞机的简称)

按照2013的最初公告,DARPA对XS-1空天飞机演示机的需求是妥妥地合情合理的:

# 能在10天里飞10次
# 飞行速度超过10马赫
# 能把典型的少量酬载(3千至5千磅)送入轨道
# 每次发射运营成本低于5百万美元

这个每发5百万美元的数字,比目前发射相似酬载的成本要低大约一个数量级,而10天10发的频度则比当前其他能飞的任何东西都高约一个数量级。但是,这就是DARPA么——一贯追求不可能而且经常能够做到。

DARPA向三家公司各拨款650万美元进行设计工作,这三家是波音(与蓝色起源公司合作)、诺斯洛普·格鲁门(与Scaled Composites及维真银河合作)和Masten太空科学系统(与XCOR航空合作)。

这里让我们看一下三家竞标公司的概念:

波音/蓝色起源:
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Image: Boeing

诺斯洛普·格鲁门/Scaled Composites/维真银河:
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Image: Northrop Grumman

Masten太空科学系统/XCOR航空:
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Image: Masten

要是你觉得这些概念图看上去眼熟,那几乎肯定是因为你想到了波音的空天飞机X-37B:
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Photo: USAF

X-37最初是九十年代末波音幽灵工场和NASA的合作项目,在2004年被列为机密移交给DARPA。2006年美国空军要求有自己的版本,现在他们有了两架X-37B空天飞机,能把小型卫星送入轨道,并能在太空停留数年。

虽然X-37B和XS-1概念看上去很像,但他们进入轨道的方式有很大不同。X-37B作为乘客坐在传统式火箭(阿特拉斯5型)顶部的整流罩里,一旦火箭把X-37B送入轨道,它就能自行机动,并滑翔降落,但是直到上天入轨前,它自己干不了什么。

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而另一方面,XS-1则并无意进入轨道,它的用意是用高超音速推进系统代替传统多极火箭,将其加速到每小时12,000多公里的10马赫,从而不借助任何外力就能达到亚轨道。

DARPA设想空天飞机将来实质上能充当初级火箭,一旦达到高度和高超音速,它会发射一枚单独的一次性火箭把酬载最终送入低地球轨道。然后,空天飞机再自行飞回基地进行受控的滑翔降落。

该高超音速推进器具体将如何工作目前并不完全清楚,而且至少在初期,DARPA对于XS-1如何升空的可能想法相当多样化:

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Image: DARPA

我个人看好的是空天飞机-助推器夹心三明治方案。

在这些方案中,使用运载母机的方案被证明是既现实又经济的:NASA正在积极开发巨型牵引滑翔机,而保罗·艾伦也在研究某种疯狂的东西。这并不是说最终XS-1就不会自行垂直或水平升空,但如果XS-1搭乘载具到15公里高度再发射,就更容易符合严格的需求。

DARPA希望设计能在2016年8月定稿,然后会选择其一继续研发,最早在2018年能试飞原型机。

本文译自 IEEE Spectrum,由译者 王丢兜 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 12+1

  1. 要十载
    @2 years ago
    2903076

    虽不明,但觉厉

  2. 2903085

    为什么没有弹射系统呢一定要垂直喷起来呢

  3. wjking512
    @2 years ago
    2903110

    我对地球科技最大的期望就是,这辈子能不能看到传统化学助推飞行器退役.

    [15] XX [0] 回复 [0]
  4. 2903145

    有爆炸效果的如何?

  5. 幕后煮屎者
    @2 years ago
    2903156

    @iused: 你想明白为什么弹弓不够手枪打得远就知道了。

  6. 2903210

    每周来一发确定不会金尽人亡?

  7. 金三胖胖三斤
    @2 years ago
    2903345

    需要宇宙总元帅来给你们指导下吗
    [查看原图]

  8. Snarna
    @2 years ago
    2903481

    还是波音的看起来靠谱

  9. 迷你亚当
    @2 years ago
    2903659

    躺式火箭,运力提升20倍不是梦,小绿人再也不用担心这样的问题了。 坎巴拉宰人航天局如是介绍道。

  10. qunheb
    @2 years ago
    2903767

    其实搞太空电梯成本更低。

  11. 大爷
    @2 years ago
    2904829

    @迷你亚当: 要砍就砍Jebediah

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