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火箭从地球进入太空需要多长时间?

zhao_admin10个月前 (08-17)地理课件34

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。

世界上推力最大的火箭是哪一款?是哪个国家的?推力有多强?

说到世界上最大的运载火箭,可能很多朋友都会想起美国的土星5号,该型火箭的确是超级巨大,目前它仍然是人类历史上所制造出来的最大的火箭,它也是美国阿波罗登月计划中的专用火箭,可以将阿波罗飞船直接送往月球,不需要通过地球的引力弹弓效应加速就能做到。

土星五号是一种超重型火箭,高达110.6米,起飞重量3038.5吨;总推力达3408吨,月球轨道运载能力达45吨,近地轨道运载能力达118吨,该火箭一共发射了13次,由于造价昂贵,耗资巨大,在美国停止阿波罗登月计划之后,该火箭也已停飞。

土星五号火箭产生于美苏对抗时期,美苏两国为了争夺太空霸权,竞相研制超重型火箭,因此在美国人制造土星5号的时候,苏联也制造了一种超重型火箭——N-1火箭,这种火箭高105米,最下级直径17米,发射推力超过4600吨,也是被苏联准备用来登月的,然而在仅有的4次发射中却没有一次成功,因此被认为是一种失败的火箭。

俱往矣!土星5号和N-1火箭的历史已经过去,虽然它们退役后的50年来地球上还没有出现像它们那么大的火箭,但是中国、美国、俄罗斯等,都有计划建造与之相似甚至有所超越的超重型火箭。

我国的正在研制的超重型火箭就是计划中的长征9号了,2019年3月10日,有消息称该型火箭芯级箭体直径9.5米级、助推器直径5米,高约100米,重量约3000吨,推力约4000吨,近地轨道运载能力50吨至140吨、奔月转移轨道运载能力15吨至50吨、奔火转移轨道运载能力12吨至44吨,是我国迄今为止研制的最大型火箭。

目前美国的“太空发射系统”SLS也是和我国长征9号同级别的超重型运载火箭,而且研制进度走在了我们前面,该型火箭也是美国人为准备重返月球和登陆火星而制造的火箭,高度约117米,重量约3000吨,推力约4100吨,近地轨道运载能力约130吨,整体来看该型火箭与我国的长征9号各方面指标相差不大。

不过相比较来看,俄罗斯计划研制的叶尼塞和顿河(推力更大)超重型火箭貌似推力更大,这两种火箭都计划装备RD-180发动机(推力约380吨),以及6个配置RD-171MV发动机(推力超800吨)的助推器,说明该型火箭的推力将超过5000吨,我国长征九号的推力还要大1000吨,相当于多出了一发长征5号火箭的总推力,从数据上来看,叶尼塞和顿河超重型火箭可排第一。

目前来看,上述三种超重型火箭的首飞计划都会在2030年前完成,最大运动都可超越土星5号。不过在目前现役火箭中,最大的火箭却是马斯克SpaceX公司的重型猎鹰火箭,该火箭高70米,宽12.2米,重量为1420.8吨,起飞时 27 台梅林1D发动机同时工作,产生2280吨的推力,送入近地轨道的有效载荷为63.8吨,而我国的目前最大火箭长征五号,近地运载轨道能力为25吨,在上述火箭正式发射之前,重型猎鹰火箭都将是世界上发射能力最强的火箭。

不过马斯克的SpaceX公司还有一个堪称恐怖的巨型火箭发展计划,即BFR超级火箭,该火箭的高度约77.5米,直径约12米,看上去并不大,不过可能会采用一级并联的方式,光动力推进剂(液氧 甲烷)就重约6700吨,配备42台猛禽发动机,总推力约13,000吨左右,近地轨道运载能力约550吨,相当于22发我国目前最大火箭长征五号的总推力,比土星五号的总推力还大了5倍,马斯克还称这款火箭可重复使用约1000次。

全球那么多国家,能独立发射卫星(有运载火箭)的国家屈指可数,目前最主要参与者:美国是第一梯队,中国、俄罗斯是第二梯队,欧洲、日本是第三梯队。

在我国,一般认为近地轨道(LEO)运载能力20~50吨的火箭是大型运载火箭,50吨级~100吨的火箭是重型运载火箭,100吨级及以上为超重型运载火箭。

目前现役的火箭里重型火箭也就只有美国有,“重型猎鹰”火箭,近地轨道(LEO)运载能力达63.5吨,地球同步转移轨道(GTO)运载能力26.7吨,起飞质量1420.8吨,起飞推力2280吨。可以说是现役推力最大的运载火箭。

“重型猎鹰”火箭由美国“SpaceX”(太空探索技术公司)建造,由3个猎鹰九号一级火箭并排捆绑,并且都可以垂直回收再利用。

现役的火箭里大型火箭的则有:美国的德尔塔IV型重型、猎鹰九号、宇宙神-5;俄罗斯的质子号、安加拉A5;中国的长征5号;欧洲的阿丽亚娜5;日本的H2B。

中国长征5号10565千牛的起飞推力在现役火箭中也是前三的存在。可以说,长征5号的成功,不仅助力中国空间站的成功,也让中国跻身世界大推力火箭强国,并反超日本,坐稳亚洲航天第一把交椅。

说到火箭就绕不过已经退役的美国土星5号,专门为阿波罗计划建造的,所以又称月球火箭。1967年首飞,起飞推力高达3408吨,起飞质量3038吨,13次发射全部成功,最后由于阿波罗计划的停止而被遗弃。

同时期的苏联N-1运载火箭起飞推力更是达到了4620吨,不过4次发射全部失败,直接导致苏联放弃载人登月,开始主攻近地轨道空间站研究。

在航天飞机时代,美国的航天飞机在两枚固体助推器的帮助下,起飞总重量超2千吨,起飞推力超3千吨。苏联用于发射暴风雪号航天飞机的能源号运载火箭的起飞推力高达3.63万千牛,是至今为止推力最大的火箭。

不过,这些超重型火箭由于各种缘由均已退出历史的舞台。航天领域有句名言:运载火箭的能力有多大,航天的舞台就有多大。人类要想移民月球、火星成为多星球物种,超重型火箭是不可或缺的。

目前在研的超重型火箭有美国的太空发射系统(SLS)、星舰、中国的长征九号。也就是说未来航天的第一梯队将有中国的身影。

美国的SLS火箭预计今年首飞,LEO运力95吨,起飞重量2608吨,起飞推力3991吨,如果成功,将成为推力最大的火箭。

不过,美国SpaceX的星舰也计划今年全构型首飞,起飞质量约5000吨,起飞推力约7200吨。如果成功,将成为比SLS火箭推力更大的火箭。

作为中国首型超重型火箭长征九号,最新数据是起飞质量4122吨,起飞推力5873吨,由16台YF135液氧煤油发动机提供。LEO运力高达150吨,月球轨道运力50吨,火星轨道44吨。可以说是未来中国深空探索的主力火箭,首飞时间为2030年左右。

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