美国人为什么不把航天飞机改造成运载火箭?

航天飞机成本高,关键在于死重太大。起飞重量100+的轨道器,只有20+吨是载荷,剩下很多重量在大多数任务中都是浪费。假设砍掉轨道器,专做运载火箭,运力提高好几倍,单价立马就下来了。

改造思路:固推继续沿用,外储箱加两根纵向支架提高强度,下面装两台rs-68。上面用阿波罗飞船,服务舱只保留电子设备和少量燃料,体积扩大当货仓,加上整流罩啥的大概十来吨。剩下的载重量能装五六十吨货物(因为rs-68比冲低,损失部分运力),是航天飞机有效载荷的2-3倍。

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5个答案
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pin008摄影光学航空兵器杂项自由撰稿人

2016-04-14 18:08

航天飞机的死重是为了重复使用,成本失控是另外一个故事。别忘了,航天飞机可以带七名成员在两周内执行多项任务和实验。这一点在单次发射成本或载荷成本上是无法体现的。

题主的思路非常之对,但细节之处就不太妥当了。这么捣鼓,不就成了一个老中青结合的带助推器单级运载火箭火箭了吗。

题主提到阿波罗飞船,一定是受到KSP等等太空游戏的影响。在多航天游戏里,航天器和运载局可以任意改造组合,实际是不可能的。举一个最简单的例子,题主也考虑到了,航天飞机的外燃料箱需要两根纵向支架提高强度才能在下面装发动机,上面装载荷。但题主可能没想过,两根纵向支架根本不能解决整个结构受力,两根支架加局部支撑补丁,就不如对整个外燃料箱的整体结构进行均衡的加强。

这还只是结构强度的考虑,再考虑到设计标准完全不同,电器、线路、管道、控制维度、伺服作动全面差异,航天飞机外燃料箱连接阿波罗和RS-68,打无数补丁也不见得能达到必要的操作性,更不用提可靠性。所以必须重新设计。对于航天器以及其他力争性能极限的造物,不可分割的整体设计也是其魅力所在。

更重要的是,题主浪费了航天器中非常珍贵的一项资源——火箭发动机。

实际上NASA也想到了航天飞机现有部件、技术和生产能力的再利用,这就是强大的太空发射系统(Space Launch System),简称SLS。

SLS的核心级使用航天飞机现有的RS-25D发动机,其中实验性的block 0(0批次)使用3台,而实用性的block 1用4台,增强型block 2早期设计为5台,后来也减少为4台。因为发动机不可回收,将来会换用廉价版的一次性大推力发动机。

SLS block 1还将利用航天飞机固体火箭助推器,除了升级5芯级助推器(早先航天飞机使用4芯级),外观和其他方面也都有所改进。Block 2则将该用新的助推器。

SLS的核心级外壳也是航天飞机外部燃料箱改造的。其中block 0因为是实验性的,三台发动机推力小,所以改动并不多。block 2也是为避免对燃料箱进行了较大的改进和加强,将发动机数降到了4台。由于结构设计、工艺已经成熟,这也大幅降低了成本和风险。(图片上那个纵向的管子是液氧输送管,外部燃料箱上原本就有,不是新增的纵向加强筋,改进在外部是看不太出来的)

SLS其他的部分就和航天飞机联系薄弱了。例如block 1会使用德尔塔4第二级改进而来的5米直径低温推进级。 Block 1B 和 2的第二级则是与第一级等直径(8.4米)推进器。

确认

SLS Block 1原定2018年发射,block 2将达到130-150吨的近地轨道运载能力,是目前NASA最强大的火箭计划,甚至超越土星5号的荣光,使得再次探索月球甚至飞翔火星任务成为可能。

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支持者: Wyborowa

……航天飞机从设计来说是重复利用重要部件(轨道舱+发动机)所以预期成本不高……

只能说技术不到家吧……

而且很老了……改造不如放弃……

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实际这是一个发展阶段,一种是更廉价的发射。这更适合货运的的要求。还有一种是更安全的发射,这是客运的要求,那么航天飞机就显得有优势。原来的航天飞机有时也有货运。未来的航天飞机,只是客运。设计要求主要是安全考虑。显然廉价的问题是次要的。所以美国还没有完全放弃对航天飞机的研究。

科学的未来。不是建立统一的意见之中,他是争论的结果。也就是他的多元性。航天事业,也是多元性设计。

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没有那么多的大载荷需要发射.



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