SpaceX獵鷹重型火箭的太空夢:人類登陸火星、重返月球就靠它

SpaceX獵鷹重型火箭的太空夢:人類登陸火星、重返月球就靠它
Photo Credit:SpaceX@Flickr Public Domain
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計畫若成功執行,深太空閘門太空站將會以國際合作的方式營運,作為對月球表面和火星進行無人、有人探測、甚至殖民的前哨站。

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文:國立成功大學地球科學系沈明學、周敏揚、林建宏教授

美國SpaceX太空探索公司最強大的新型火箭-獵鷹重型(Falcon Heavy),將在台灣時間2月7日凌晨2:30於美國甘迺迪太空基地發射升空!若發射成功,將會是世界上最強大的運載火箭,這意味著可以向太空發射更重、更複雜的貨物,如:較重的國家安全衛星(間諜衛星)、更大型的太空望遠鏡,或搭載人類至月球、火星,甚至是深遠太空。

日前SpaceX公司執行長伊隆.馬斯克(Elon Musk)更在國際太空會議上發表了殖民火星的可行性計畫,希望可以使人類成為多星球物種(Making Humanity a Multi-Planetary Species)。讓人對於即將發射的現役最重型火箭更加期待。

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Photo Credit: SpaceX

獵鷹重型運載火箭一開始就按照載人標準進行設計,並具有向月球或火星發射載人任務的潛力。即將發射的獵鷹重型火箭(Falcon Heavy)其引擎配置令人印象深刻,三支並排火箭一共擁有27個Merlin 1D發動機,比起以前任何其他火箭更多。相比於發射福衛五號升空的獵鷹九號火箭(Falcon 9),兩側各多了一支等同第一級火箭的助推器(Boosters),同時這些發動機一起在發射時提供超過2,400萬牛頓的推力,如同每個台灣人幫忙扛起1,000公斤向前衝的感覺,這幾乎是目前市場上所有火箭的兩倍多數值,十分令人驚豔。

除此之外,獵鷹重型火箭比其他三角洲系列運載火箭(Delta IV, Delta IV Heavy)、擎天神五號運載火箭(Atlas V)造價更為便宜,獵鷹重型火箭的左右兩支助推火箭及中央第一級火箭都可以回收後再次使用,這將使得該型火箭於未來的美國太空總署(NASA)重返月球計畫,以及深太空探索方案佔有較低成本與短期重複發射的優越能力。

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獵鷹重型火箭的27個Merlin 1D發動機。|Photo Credit: Elon Musk

距離過去1972年的阿波羅17號登月任務,人類最後一次派遣太空人登陸月球已經45年。將近半個世紀過去,美國川普政府正在推動人類重返月球計畫,並預計在月球軌道建立深太空閘門太空站(Deep Space Gateway),這是一個有如國際太空站般的全球合作計畫。

該計畫由NASA與俄羅斯航太局共同發起,預計將於2020年代建造的概念性太空站,希望使用該太空站做為地球至深太空運輸前往目的地,如:火星、木星、土星的中轉站。若計畫成功執行,深太空閘門太空站將會以國際合作的方式營運,作為對月球表面和火星進行無人、有人探測、甚至殖民的前哨站。

從美國太空總署的深太空計畫圖中可以發現目前我們位於第零期(Phase 0),國際上正在運作執行的深太空閘門太空站(Deep Space Gateway)則是第一期(Phase 1),該計畫的最終目標仍是離地球較近且環境相對較不惡劣的行星─火星。然而新的計畫對比距離地表400公里高的國際太空站,月球軌道離我們有近38萬公里遠,將近於1,000倍從地球至國際太空站的距離。

如果要發射載人太空船或探測器至更遠的火星軌道,兩顆行星平均距離為12分半的光速時間(~22,500萬公里),將大幅的提高成本。而SpaceX開發的可重複利用發射載具至少減少一半以上成本。目前NASA已穩定依靠SpaceX協助運送補給貨品至國際太空站,未來載人任務SpaceX必然不會缺席。

雖然週三凌晨的重型火箭發射是該款獵鷹重型火箭的處女行,SpaceX公司執行長馬斯克並沒有錯過行銷的好機會,他宣稱酬載將是他名下另外一間特斯拉公司(Tesla)的電動車款,還特別選用紅色烤漆搭配期許的任務目標─紅色火星軌道,如此一來未來太空人前往火星時,也許可以看到一台在軌道上高速飛行環繞的電動車呼嘯而過。

去年八月獵鷹九號搭載我國首顆自製光學遙測衛星福爾摩沙衛星五號成功在美國加州范登堡空軍基地發射後,我國的另一組衛星福爾摩沙衛星七號(福衛七號)也即將在今年升空。福衛七號任務是臺美雙邊國際合作計畫,由美國大氣總署(NOAA)與台灣國家太空中心(NSPO)共同合作執行,共有六顆微衛星。

我國國家太空中心也持續與SpaceX合作,將利用獵鷹重型火箭運送福衛七號進入太空,未來可提供大量觀測資料,對全球氣象預報、氣候變遷與電離層研究有很大的貢獻。

責任編輯:羅元祺
核稿編輯:翁世航

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