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火箭在大气层阻力太大,如果用飞机运到高空,就能降低发射成本?

  最近,有网友提出了一个问题,火箭在起飞阶段还处于大气层内部,有很大的空气阻力,但在突破大气层之后,空气阻力就消失了,也不需要多大的推力。那为什么不用飞艇或者飞机,直接把火箭运送到大气层上方再进行发射呢?这样不就能省掉起飞阶段需要的巨大推力了吗?还可以提高起飞速度,降低发射成本。那这种方案的可行性到底如何?
  要解析一种火箭发射方案是否可行,我们肯定要先从技术角度出发,来看问题。如果你看过火箭发射的视频就会发现,火箭在发射后并不是垂直地向上空飞去,而是斜着前行。它们要入轨,不在于飞得多高,而是要飞得快。所有火箭的速度至少都有第一宇宙速度,每秒飞行7。9km这么快。在这种情况下,低空的空气阻力根本算不上什么。而且比起火箭最终到达轨道的整个飞行过程,它在低空飞行只花掉了相当短的时间,这个比重是非常低的。
  而如果想要用飞艇或飞机运送火箭,它们的性能必须相当优越。但是火箭自身的速度至少达到了第一宇宙速度,目前人类科技研制出的飞机和飞艇,有哪个型号能飞这么快的?按照这位网友的说法,提出这个方案本质是为了给火箭省下更多的推力和发射成本。所以相比于火箭自己在低空区飞行,只有运送火箭的载具速度更快,它才能为火箭创造附加的推力,以达到节省成本的目的。
  而现在世界上飞得最高最快的飞机,是美国的SR71侦察机和俄罗斯的米格2531截击机。它们最高能飞3万米,速度大约1000ms,是音速的三倍。但第一宇宙速度可是7900ms啊,就这1000ms的速度,怎么给火箭省力?而且,要运送一个这么重的火箭,它们的实际飞行速度,可能还不到1000ms。在这种情况下,飞机把火箭运送到大气层上方也会消耗大量燃料,而且因为速度要慢得多,飞行时间也会大大延长。本来靠火箭自己,一秒钟就能飞过的路程,飞机要花8秒。这么做,真的能节省成本吗?
  而且比起火箭独自发射,这个方案里,还要考虑到怎么把火箭装载到飞机上,在到达大气层上空再怎么卸下来。在这些操作环节里,稍有不慎,也会出现意外,增加了火箭发射失败的可能性。原来是一个程序,现在直接把它搞成了几个程序。本来火箭独自发射就够复杂的了,现在还整这么些新的问题出来,就为了避免那点低空的空气阻力,这不是本末倒置了?
  还有一点很关键的,现在的火箭都是一次性的,发射完就没了,不可能再从太空中回收来二次利用。但飞机总不是一次性的吧,飞机每运送一次火箭到大气层上空,就会消耗大量的成本。在不运送火箭的时期,也需要保养维护,这肯定也是一笔高昂的费用。更别说要是次数用得多了,还会损坏,需要更新换代。
  为了一次性的火箭,搭上这么多费时费力还费钱的操作,很显然没有必要。美国的航天飞机就是这样,为了实现重复利用,花的钱不比一次性火箭少,结果哥伦比亚号和挑战者号都没用几次,还是坠毁了。就目前人类的航天科技水平而言,一次性火箭才是王道,火箭底部的固体助推器,相对来说成本并不高。
  不过,英国的维珍银河公司,也在研究可以重复使用的火箭。但目前仍然存在着如何寻找合适的抗高温材料,和制造小体积的液氢低温储存罐等技术瓶颈。而且,新式火箭的技术突破还需要大量资金,没有钱是个很现实的问题。其实,我国也开始在长征运载火箭系列中研究起了空射式变种。人类一直向往着能够探索太空更深更远的区域,在未来,我们肯定能造出可以重复使用还成本低廉的火箭。

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