美国为什么不再建国际空间站,国际空间站是什么?
空间站,是一种环绕地球长期运行的大型载人航天器。它能与宇宙飞船或航天飞机对接,以便补充给养、更换仪器设备和让宇航员轮班换乘,在空间站上,宇航员可以长期从事各种科研活动。前苏联于1971年4月19日发射的“礼炮-1”号,是世界上第一个试验空间站。1986年2月,前苏联发射了“和平”号空间站核心舱,其后边使用、边扩展,直到1996年4月,“和平”号最后一个舱段完成组装。但由于资金缺乏、维护欠佳,“和平”号事故不断,以致后来废弃了。;1993年11月1日,美、俄签署协议,决定在“和平”号空间站的基础上,建造一座国际空间站,命名为阿尔法国际空间站。它由美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲航天局的11个成员国共16个国家联手筹建,是世界航天史上第一次由多国合作建造的最大的空间工程。国际空间站的结构复杂、站体庞大,预计投资总额将超过630亿美元,完工后可供6名航天员考察使用。
马斯克和NASA会不会马上重新建?
不涉及业务,不过马斯克应该会继续利用来进行营销。
类似庞氏骗局,马斯克大忽悠一个罢了,是美国互联网金融圈钱骗局第一人马斯克,金融洗钱圈钱套路自燃自爆特斯拉。
精明的特朗普禁运芯片,叫通用回美国,而不在乎马斯克,因为马斯克没技术就是个营销包装软文水军蹭热度互联网金融圈钱骗局
马斯克是个大忽悠,马斯克starline项目最大投资方是美国空军,本身就是个超级侦察计划,就不明白为什么要挂个为全球接网的名号。不过马斯克是个营销天才,马斯克是被华尔街包装成了钢铁侠,实际上他只是经济学本科辅修了物理学,并无任何工程技术背景,他也没有任何工程技术发明,他最大的运气就是一创业就碰到了华尔街的天使投资人,帮助他收购了paypal(美国的支付宝)的前身Confinity公司,并最终被ebay收购,依靠发的这笔横财又入股了特斯拉公司,并踢走创始人。说穿了就是个搞互联网金融的。无论是太空探索spaceX,还是特斯拉都是马斯克前台唱戏炒作,华尔街的犹太人背后运作赚钱。2008年之前是个玩世不恭的花钱点大炮仗的暴发户,2008年之后就是被华尔街操纵炒作概念的白手套,当然,他和华尔街及美国政府都是互相利用而已,华尔街需要他炒作概念收割韭菜,美国政府需要他代表新一代的美国精神,同时也希望通过他的spacex给美国联合发射联盟(ULA)制造压力,避免NASA完全被ULA裹挟控制。而马斯克自己借着巨额的资本实力完成了自己发射火箭的梦想。对马斯克而言,spacex是核心,而特斯拉只是协助华尔街圈钱的工具。
不懂花了多少钱,请了满网络的无下限软文水军吹捧大忽悠马斯克,来进行星球大战忽悠苏联的那一套。
马斯克不会告诉你协助他创建SpaceX的是中情局的官员,SpaceX的创始股东甚至被任命为NASA的局长,而SpaceX几乎就是NASA的二级单位。SpaceX的火箭回收来自于80年代的麦道公司的封存技术,梅林1D火箭发动机来自于NASA……SpaceX成立至今消耗70亿美金,完成了火箭回收的商业化,比较而言中国神舟系列飞船载人航天项目20年累计投入只有56亿美金!所以求你不要再吹马斯克了!
为什么不重建国际空间站呢?
很高兴的告诉大家,美国起码十年内都无法独立的建造自己空间站,那怕他有钱也建不了。
第一、美国的航天飞机退役了,其他大推力火箭也退役了,现在根本没办法把大型航天器送上太空,美国过去登月使用的是土星五号火箭,但如今美国连土星五号的发动机都无法再次复复制出来。
美国建空间站使用土星五号以及航天飞机,但美国的五艘航天飞机爆了两艘,剩下的三艘也退役了十几年。
可以说当前美国根本没有能力把大型航天器送上太空,这十年来美国都是靠租用俄罗斯的联盟号飞船运输宇航员往返国际空间站。
也就是最近美国的私人航天公司才搞出了猎鹰9运载火箭,免除了继续租用俄罗斯联盟号运送宇航员的尴尬局面。
不过猎鹰9号的运载能力也只有15吨,而我们天和核心舱重20吨,假如美国想见建一个高水准的空间站,起码需要发射20吨中的核心舱。
如果核心舱太小,那意味着里面能安放的空间实验设备有限,那就无法做更多的时间实验了。
第二、美国的空间站建造水平可能无法支撑美国独立建设空间站。冷战的时候,美国是独立发射过一个空间实验室,但是只用了9个月,就无法继续使用而关闭,最后不得不和俄罗斯合作建造国际空间站。
但是在建造国际空间站的骨架,也就是主要功能舱都是俄罗斯建的,美国只是建了他的实验舱,以及国际空间站的桁架以及太阳能帆板等等,向机械臂这些东西都不是美国的,国际空间站上的机械臂是加拿大的。
所以美国是否有独立建造空间站的能力,现在依然是一个问题,我怀疑美国目前这个能力还是欠缺的。
别的不说,在太空交会对接技术,在中、美、俄三国里,美国是排在最后的一个。
第三、美国现在没钱建空间站。别看美国经济全球第一,但是美国当前就是个空壳子,国家负债21万亿,连搞基础建设的钱都难以筹集出来,更别说搞空间站了。
美国那边搞空间站一直以来都是以贵而著撑,在2010统计的时候,美国在国际空间站上就花了1300亿美元,再加上这几年的维修费用,恐怕美国已经花了不少钱。
假如让美国独立建造一个空间站的话,估计起码得拨款2000亿——3000亿美元才行,可是以当前美国糟糕的经济情况,他那里弄出这笔钱来?
由此,美国现在也没钱建立空间站。
最近美国要进行再次登月,我感觉到非常悬,我预计这个计划有50%的概率会黄掉。
为什么人类不制造核动力火箭?
核动力火箭前景非常光明,人类并不是不想制造核动力火箭和飞船
先看一个消息
想登录月球依靠未来新一代液体燃料火箭当然是可行的。NASA下一代SLS火箭近地轨道载荷达到70吨(未来可以扩展到130吨),足以满足未来载人登月计划的需求。右数第三个是NASA的SLS火箭,右二则是space x的下一代猎鹰巨型火箭,右一是space x的猎鹰超级火箭
但是要载人登陆火星,即使是最先进的猎鹰超级火箭性能(space x猎鹰重型火箭的下下一代火箭)依然比较勉强。实际上猎鹰超级火箭只能算勉强满足登陆火星的要求。
虽然猎鹰超级火箭近地轨道载荷达到550吨且火箭一二级均可回收,以现在的液体火箭技术来说是惊人的黑科技(近地轨道载荷是土星5的5倍且可回收,太可怕了……),但地球与火星的距离为5500万千米至四亿千米之间,是地月距离的100倍以上,以液体火箭300–500s的比冲需要至少半年甚至几年才能到达(地球和火星处于最近距离的现象15年才会出现一次)。这需要的时间实在是太久了……这么久的时间,氧气食物和水已经成了严峻的问题,况且还有辐射、太空病等种种挑战。即使可以通过在近地轨道补充的方式解决燃料的问题,依靠化学火箭登陆火星依然是困难重重。
化学火箭实际上已经是昨日黄花,未来的SLS火箭和巨型/超级猎鹰只不过是化学火箭的最后挣扎而已。化学火箭可以勉强满足载人登陆火星的要求,但登录是更远的土星木星天王星海王星(的卫星)则是不可能完成的任务。要想实现载人探索比火星更远的行星,必须使用核火箭。地球到木星的最短距离是到火星的7倍……化学火箭,你该退休了
火箭发动机的比冲和燃料携带量决定了火箭的最终速度。即使是现有比冲最好的液氧液氢火箭发动机,比冲也只有四百出头。而核火箭中最差劲之一的核热火箭的比冲也依然高达800s以上升级款可以轻松超过900s(而且这还是几十年前的技术),更高级一点的气态核心裂变反应堆比冲更是可以达到5000s–10000s,远超核热火箭。
最近的几个消息也表明了NASA的态度,下面贴两个新闻。
新闻1:
据航空航天日报&防务报告2015年9月7日报道,美国国家航空航天局(NASA)再次评估利用核热火箭(NTR)执行深空任务的可能性。NASA核热火箭技术研发项目计划NASA正在资助一个技术研发项目的第二阶段工作,计划执行成功的地面试验,并在10年内最终实现一台小型核热火箭发动机的飞行试验。
新闻2:
美国宇航局经历了半个世纪的努力来打造一种能够在太空中使用的核反应堆,而且刚刚完成了一次新设计的测试。这台新反应堆名为Kilopower,它的下一个里程碑有可能是在2020年代的某个时间开启太空飞行。
第一个新闻是美国在1954年开启的核热火箭计划的延续,使用了当时的技术。第二个新闻里面的核反应堆则是核分裂电推进引擎的基础。这说明美国已经开始为他们的火星登陆计划准备下一代的核火箭了。
那么这两个计划到底能不能成功就要看美国的技术积累和两种核火箭的难度了。
先从核热火箭说起核热火箭是以核裂变燃料产生热,加热燃烧室中的工作流质(即推进剂)使其喷出。通常采用分子量最低的氢作为获得反作用力的工作流质以求得最高的喷气速度。美国在六零年代曾经进行过一项称之为「核引擎火箭推进系统应用」的研究计画,(Nuclear Engine for Rocket Vehicle Applications,NERVA)测试过这类核子火箭的可能性。
NERVA第一阶段计划从1955年开始,经历了KIWI A到KIWI B的前期探索(在这个阶只是解决了核热火箭的技术难题,并没有研制出实用型号),后续的PHONEBUS计划和NRX计划则研制出了实用机(实际上这两个计划是独立且几乎同时进行的)。NRX计划在1969年底已经完成六座反应堆,前五座用于技术验证试验,第六座则是可正式飞行的实用化NRX–XE核热火箭发动机。在美国进行的完全对应空间飞行的测试中,NRX–XE产生了244千牛的推力,真空比冲达到820s,连续工作了90分钟,其中全功率工作时间达到了11分钟,如果不是用完了测试基地的液氢,试验时间可以更长。
最终NERVA计划第一阶段的成品NRX–XE的标称功率为1500兆瓦(福特级航母的发电功率只有150兆瓦),真空比冲825s,可以重新启动十次,工作时间为一小时(可以更久,实际上是作为公质的液氢携带量限制了工作时间),性能远远超过现有的化学火箭(现有的液体燃料化学火箭连续工作时间不超过3分钟,固体火箭更短。而且化学火箭的比冲也远比核热火箭差)。
可以说美国在1970年已经可以制造出实用的核热火箭,现在有需求的话只需要10年的时间就能造成更先进的成品核热火箭发动机。美国在这方面的技术积累非常深厚,重启研究不会遇到难以解决的困难。
核裂变电推进方面也没有难以克服的困难
这种系统简单的来说,就是用核电站发电,以电力来加速发射带电粒子来获得推力。当然这个核电厂的体积和重量必须缩小到能够装进太空船中才行。而小型核电站已经算是相当成熟的技术了,例如目前最小的核潜艇排水量不到1000吨(美国很早就建造出核动力载人深潜器),因此基本上此类系统问题并不大。
核裂变电推进发动机发射的带电粒子则可从电子到各式离子与电浆等范围,视需求而有不同。基本上为求得较高的推力与较快的加速度,工作流质以质量较重的金属离子或电浆为主。若是要求效率的话则就以发射较轻的粒子如氢离子来得到较高的喷射速度。电推进系统使用的霍尔推进器
这类电推进系统的比冲非常大,以光电池等一般动力输出得到的比冲值已经可以达到1000秒~10000秒之间,况且其潜力远不止于此,若是能以核分裂动力提供源源不绝的能源来加速很轻的带电粒子,则具有把比冲提高到100000秒的潜力。
虽然核裂变电推进系统有非常巨大的优点,但其缺点也很突出。这种系统的缺点是推力非常低,其为了效率必须使粒子加到极高的速度喷射,但粒子的质量非常小,单位时间内能喷射的粒子质量有限因此获得的推力很低。故采用此种系统的太空船加速度会非常低,一般大约在 10的负5次方个 G左右。因此必须持续数周到数月的加速才能达到设计上的最高速度,同时也不可能推动太空船从星球表面起飞。
将核热火箭和核裂变电推进系统结合起来,就可以克服二者的缺点,得到既能从地面起飞又有较高比冲的复合发动机系统。而这在几十年的时间里是可以实现的。
上面两个系统只是核裂变火箭发动机中技术难度比较低的。就核裂变热推进系统而言,理论上具有另一种较为优秀的引擎存在,即气态核心反应炉。这是相对于NERVA 计画中使用的固态(石墨或者氧化锆慢化剂)核心反应堆而言,以铀电浆与氢混和的气态炉心反应堆。其比冲潜力在5000秒~10000秒之间。
这类引擎的困难与受控核聚变反应堆有点类似,皆为炉心高温气体的处理相当麻烦。不过由于其并没有进行核聚变,气体温度仅约摄氏数万度,远较核聚变堆的数千万到上亿度为低,因而难度低了许多。气态核心裂变火箭发动机实际上是磁约束核聚变火箭发动机的技术超简化版
气态核心裂变发动机的缺陷是有较高的辐射危害。气态核心裂变核火箭依靠核裂变反应产生的能量将核反应堆芯的气态混合物和氢气混合后喷出获得推力(混入的氢气多则推力变大但比冲会因此减小,混入氢气多了喷气速度会降低进而影响比冲)。因喷射的是堆芯里的高温气体和氢气的混合物,会有辐射污染(核热发动机喷出的是氢气,污染很小)。因为污染,这种发动机可能不能在大气层中使用,不过太空和其他行星不存在核污染的问题,如果人类可以在火星月球建立基地,那么这种发动机将是非常好的选择。
很多航天人心里梦寐以求的火箭发动机则是核聚变火箭发动机。核聚变反应堆现在主要有两个技术路线,一个是以托卡马克为代表的磁约束核聚变堆,一个是以激光惯性约束核聚变为代表的惯性约束核聚变。
托卡马克技术经过多年的研究已经快要成熟,下一代的ITER和CFETR已经非常接近实用聚变堆(与实用聚变堆相比只是缺少发电装置),不过磁约束聚变堆体积过于巨大(ITER整个系统自重超过万吨)可能不适合用在火箭上,未来适合太空飞船的可能是激光惯性约束核聚变堆。托卡马克系统过大的体积可能不适合飞船或火箭使用 美国的国家点火装置就是激光惯性约束核聚变试验装置
实用化的激光惯性约束核聚变火箭发动机每秒会用激光成百上千次的点燃微型聚变燃料块,微型燃料块发生核聚变后产生的能量可以推动火箭或者飞船加速前进。现代的激光技术有了很大的进展,美国为六代机准备的超高功率密度的激光器已经接近完成,这种激光器在200kg的重量和极小的体积内实现了上百千瓦的功率,功率重量比达到了每公斤1千瓦以上(这还是几年前的数据)。军用技术的进步一直推动着民用技术的发展,现代计算机和互联网都是军转民获得成功的例子,未来激光武器的蓬勃发展也会给激光惯性约束核聚变堆带来突破。现在中国和美国都开展了惯性约束核聚变堆的研发(美国的国家点火装置中国的神光),虽然这些项目离最终的成功还有一定距离,但人类为了航天事业的发展一定会克服重重困难取到上帝之火。
未来化学火箭可能会发展最后的两代,即500吨级的可回收火箭和1000吨级的可回收火箭,之后就全面转向核火箭的研发。即使制造出载重1000吨的超级化学火箭,也无法改变化学火箭比冲低的弊病。低比冲意味着火箭无法达到较高的速度,这就导致搭载化学火箭发动机的飞船飞往火星等地外行星需要更久的时间,进而限制航天事业的发展,即使是最差劲的核热火箭比冲依然是化学火箭的两倍以上。核火箭发动机的高比冲不仅仅只有可以节省大量的时间这一个优点,低燃料消耗也意味着高运载质量,不论是哪种核火箭都可以极大提高人类的太空发射能力。1000吨级的化学火箭实用要等到2040年以后,此时受控核聚变可能会有非常大的进展,即使核裂变火箭发动机计划因为辐射的原因而被取消,核聚变火箭发动机也会逐渐开始发展。当一个技术发展到瓶颈时(前提是有较大的需求)必定会有新技术的突破,航天技术也是一样的。发展陷入瓶颈的化学火箭必定会被核火箭替代。
人类航天的未来必定是属于核火箭的。固守化学火箭就像工业时代时固守农耕文明一样,是完完全全的短视,人类想要进入太空时代必须尽快发展核火箭,这是不变的真理。未来的太空战舰必定是核动力驱动
至于核动力宇宙飞船或者战舰,不是人类不想造,而是技术达不到要求。一般舰船排水量(质量)要达到1000吨以上,现在最的人造太空飞行器国际空间站总质量也只有400吨左右,起飞重量最大的单体飞机安225的最大起飞重量也只有640吨,将1000吨以上的飞船送上太空在现在看来是难以想象的。
除了宇宙飞船的重量和体积问题,宇宙飞船的动力系统也是一道天险。如果要推动一艘1万吨且有10km/s速度的飞船以3g的加速度加速需要3000000兆瓦(三百万兆瓦)的功率,一艘福特级航母的反应堆发电功率只有150兆瓦,两者差了20000倍。即使使用NERVA–XE火箭发动机也需要2000台才能达到如此之高的功率。可能世界上所有军舰的动力系统的功率加起来也达不到三百万兆瓦。福特级航母的发电功率可能只有未来小型太空飞船的20000分之一
建造太空飞船所需要的技术是现代人难以想象的,就像是第一工业时代的人们无法想象飞机、二战时候的人们无法想象电子计算机一样,太空飞船可能对我们来说是下一个科技时代的技术。
不过我们也不必因此而悲观,下一个技术大突破可能很快就要到来。量子计算机已经研究了几十年,很多理论方面的研究已经结束,十年内就可能有实用化产品出现。但量子计算机进入民用方面可能还需要30年的时间(军用计算机和民用计算机也差了30年左右的时间)。中国的CFETR计划则代表着受控核聚变方面方面的未来(ITER由于是国际合作项目各方矛盾较多导致完成时间严重延后)。CFETR计划已经在2017年末正式立项,计划投资1000亿人名币,将在2035年建成等离子体温度达到1亿度且持续时间长达1000s,输出能量与输入能量之比≈25的聚变试验堆。受控核聚变和量子计算机的发展将是人类技术的一次巨大的进步,受控核聚变能解决人类社会最为重要的能源问题,量子计算机可以解决计算问题,这两个技术相互促进足以让人类打开下一个时代的大门。
200年前人类还是农耕时代,120年前人类还是蒸汽时代,80年前人类还是电器时代,几百年前人类无法想象出科学技术有多大的进步,而现在也一样。科技发展表面上的停滞不一定只是技术的止步不前,它更可能是技术大爆炸前夕短暂的宁静。
美国为什么离开俄罗斯连空间站都去不了?
美国自从把苏联整趴下之后,有点骄傲自满了,结果放松了,导致吃老本,慢慢就优势不是那么大了