为什么美国70年代就已经研究出100t以上的运载火箭,并且上过月球,而现在还挣扎在重新研究重型火箭?
登月只是人类航天活动中极为特殊的一种任务,其它绝大部分任务集中在地球轨道上,并不需要发射那么重的航天器,更不需要飞那么远,也就用不上那么大的火箭。而登月除了突破人类极限的意义外,当时主要是大国形象和制度竞赛的产物,未能抢先登上的苏联首先就失去了继续砸钱的兴趣和价值,而美国去过几次后,完成了当时人类技术力所能及的考察和采样后,也没什么事可做了。因此,相关的重型火箭技术自然被闲置,继而落后,相关的生产设施也就废弃了。现在重提登月或者更远的任务,当然要重新研制。这也不是简单重复,而是在全新的火箭和测控技术水平上,追求的性能指标也与当年完全不同,特别是如果要去火星和小行星,要求会比登月高得多,所以美国现在并不算什么挣扎。
美国现在研究重型火箭算不上挣扎,只是精益求精而已,为下一代火箭技术打基础。之所以中间停顿了四十年,主要就是没有需求。
重型火箭只有两个作用,一是发射空间站,比如当年美国的天空实验室,重八十吨,比苏联空间站宽敞得多。它需要一次性发射上去,所以用了土星五号。但是现在的国际空间站象积木一样一点点拼插出来的。每次都不需要发射质量很大的组件上去。
再有就是派人登陆外星,主要是月球和火星。如果仅仅是发射无人飞船去外星,也不需要重型火箭。目前人类最远的飞船旅行者一号,总质量不到一吨,当年发射时也没用重型火箭。而要执行载人登陆外星的任务,哪怕只是重复登月壮举,也是个庞大的系统工程,各国迟迟下不了决心,所以不会先造好重型火箭存在那里。
人类探索太空很象当年对南极洲的探索。当初欧洲人认为地球南方有块很大的大陆可以殖民,值得占领。所以不断有人挑战极限往南探险,直到1820年发现南极大陆。结果那里既不能民用,也不能军用,只能供科学考察之用。这样一来动力就小了很多。你看有谁制造几万吨破冰船去南极洲吗?没有,不是技术水平达不到,而是没有需求。
太空事业也是一样。最初因为宣传需要,苏美不断挑战宇航的极限,它们也是仅有的两个制造过重型火箭的国家。这股风过后,人们发现至少近地空间的实用价值不大。仅有通讯、导航、军事侦察等用途,都不需要重型火箭。很多小卫星甚至用飞机载着小型火箭就能发射上去。
到了今天,别说登陆另外一个天体,甚至各国对要不要载人航天都产生了疑问。太空环境单调,根本不需要驾驶员。各种实验、侦察、导航等工作用无人的卫星就可以。而且很多卫星发射上去就不用回收。而把人发射上去必须要带回来,还要配备一大堆生命维持系统。起飞重量大得多,效果却不一定超过无人的卫星。而且现在卫星组装技术十分成熟,小卫星几十万人民币就能组装。把活人送上去更象是为了满足某种情怀。
在这个大背景下,航天界更重视廉价发射,就是怎么更便宜地把卫星发射上去。重型飞船失去需求,乏人问津。
火箭从地球进入太空需要多长时间?
如果按照一般定义,地表以上100公里高度就算太空的话,用不了多长时间,一般也就是10分钟稍过一点。
但要飞出地球,进入地外空间,火箭(或太空船、探测器等)需要达到第二宇宙速度,即11.2千米/秒。
目前的火箭还没有一次就能达到这个速度的,需要先到达环绕地球所需要的速度,即第一宇宙速度(7.9千米/秒),然后再加速达到第二宇宙速度。火箭达到第一宇宙速度所需要的时间并不长,一般只有800-1000秒,也就是10几分钟。
至于火箭(或太空船、探测器等)再加速达到第二宇宙速度的时间,就不一定了。一般要根据所承担的任务,先经过轨道调整,然后再加速。这个时间在几小时到几天之间。