它是人类迄今为止设计过的最大的运载火箭,吨的起飞重量相当于6枚土星5号运载火箭,而且这是一款从海里点火发射的火箭。作为设计者的掌上明珠本应该力臻完美,为何最后又死于设计者的BUG之下?作为一项研发成本29亿美元、总成本接近亿美元的天价项目,在花4.5亿美元买航母都舍不得的年代,设计者为何能够耗费数年时间对其展开研究?这一切还要从上世纪60年代说起。
身世之谜
年7月20号,华盛顿号核潜艇先后成功试射两枚北极星A1弹道导弹,这使得人们意识到从海上发射运载火箭具有一定的可行性,同时,二战末期德国研发的一款火箭U艇也提供了一定的思路,所谓的火箭U艇,就是拖拽着V1导弹的U型潜艇。随后负责北极星弹道导弹研发工作的海军上校罗伯特.楚阿克斯(RobertTruax)也开始了运载火箭在海上发射的可行性研究,因此很多人认为这就是该项目成立的原因。
军师认为,以上的种种只为这项海上运载火箭项目的诞生,提供了一些客观上的技术条件并非主要原因。随时都在磨刀霍霍的冷战时期,各国都在加强自己的实力,以免成为“弹下亡魂”。年初,法国成功试爆了国产原子弹,这让法国成为全球第四个国家级核武俱乐部的会员,同时也让法国手里多了一张王牌,因为当时法国和美国的关系并不好;另外,年10月历史上著名的沙皇炸弹试爆成功,在对峙和紧绷的局势下,苏联以试爆27吨的氢弹对全世界发声,表示苏联依旧是一个不可轻视的对象。年,楚阿克斯就公布了非常激进的海龙号运载火箭计划。
不过年10月古巴导弹危机爆发,当时全人类已经有一只脚踏进了核战争的门槛,幸运的是星星之火还未燎原就被彻底浇灭了。即便这场较量以美军的胜利而告终,不过在老天第一他第二的美国人眼里,被敌人挑衅就是莫大的耻辱,并且对手还只是极北苦寒之地的一头熊。所以年1月,海龙运载火箭项目的最终报告被提交了。
或许你认为这只是一种巧合,不过苏联于年就装备了射高2万米、速度3马赫的萨姆1防空导弹,这种导弹能够让B52轰炸机根本无法活着离开战场;后来试爆成功的沙皇炸弹重27吨、爆炸当量超过万吨,这种氢弹一旦飞到美国本土,无论击落与否,美国都将深受其害。此时美国的大力神洲际导弹仅能携带一枚爆炸当量达到万吨的热核弹头,所以论威力和威慑力,此时美国已经处于下风。
不过起飞重量吨、运载能力高达吨的海龙号运载火箭,如果真能设计成功,稍微改造就会得到当时乃至到现在最大的洲际导弹,因为如果装得下的话,一枚海龙号洲际导弹能够携带20枚沙皇炸弹,而且任何国家面对这种庞然巨物都将束手无策。因此,军师认为这项计划的诞生除了为了航天事业外,或许也是为了更好的威慑。那么这款全球第一的运载火箭的威力到底如何呢?
海龙运载火箭
据悉,海龙号运载火箭高米、直径23米,人类历史上建造过的,最大的土星5号运载火箭在它面前也只是个弟弟。其整体设计分为两极半,第一级使用了一台RP-1煤油、液氧的发动机;第二级推进器使用了液氢、液氧的发动机,而剩下的半级就是用来装海水的压力舱。由于这款导弹的设计初衷就是在海里发射,所以发射全重高达吨,已经退役的土星5号火箭发射全重仅为吨,长征5号仅为吨,所以一枚海龙堪比6枚土星5号,或者20枚长征五号运载火箭,吨的近地运载能力也接近土星5号的五倍,足见当时这项计划的侵略性。
另外,这款火箭还利用液氮这种惰性气体的挤压技术代替燃料泵,从而起到减重的作用。这种技术放在今天依旧不过时,因为俄罗斯的图战略轰炸机在油箱内采用了可变形的泡沫,从而保证燃油不会因为持续使用而出现重心不稳或者供油中断等问题。楚阿克斯和他的团队总共进行了上千页的论证研究,从引擎的设计到用潜艇合金钢制作箭体再到载荷计算,甚至请船厂的专业人员来衡量建造的可行性,最终得出海龙看似荒谬的设计不仅完全可行,并且可回收技术的应用,还能大幅度降低发射成本。
目前世界上的航天大国都已经开始使用海上发射基地,这种漂浮的海上基地,可以让运载火箭的体格不再受陆运工具和道路的限制,直接利用大型运输船运抵发射中心。海龙号运载火箭则更加豪放,因为没有加注燃料的海龙可以让拖船直接从海里拖着走。那么这么先进的运载火箭,为何在图纸上停留了近10年,最后在航天预算遭到削减的背景下,黯然下马呢?
海龙殒身之谜
首先,这款火箭下马的原因并非是能摧毁一切陆上发射基地的吨推力、长达1米的尾焰以及能摧毁自身的音波,因为以上原因均与其在海里发射的设计初衷矛盾,而且当压力舱注水后,火箭会慢慢的变成垂直的状态,只要火箭的造型处理得当,海水的浮力和四周的压力,会让这款火箭一直处于垂直状态,就连陆上的辅助装置都省去了。
其实,抛开当时的政治环境不谈,害这款火箭死在设计图纸上的不是别人,正是它的设计团队。因为他们的设计工作遗留了一个最大的BUG,即燃料的装填问题。由于这款火箭需要借助海水的浮力,所以在发射之前不能加注燃料,如此一来硕大且空的燃料箱才能产生巨大的浮力。液氧液氢不仅极易挥发,如果下水之前就添加,即便火箭能够浮起来,燃料在到达发射点之前基本上也挥发殆尽了;而且液氢极不容易储存,年12月11日,日本川崎重工才下水了世界上第一艘液氢运输船,所以在上世纪60年代的技术背景下,海龙号只能在发射地点通过电解海水产生氧气和氢气,加压后再注入火箭内部的方法才能获得所需的燃料和氧化剂。
电解海水这活,不仅耗时而且极度消耗能量,所以楚阿克斯上校自己也承认,海龙火箭若想发射,必须需要一艘核动力航母的辅助。因为只有核动力航母的核反应堆能提供足够的能量,并在合理的时间内完成液氢和液氧的生产。无论美国海军愿意与否,改造航母或者专门建造一艘用来生产液氢和液氧的核动力船只,其费用不会比发射场建造费用便宜多少,而这个问题恰好成了海“龙”火箭的七寸。另外,这款火箭在未来的需求也是问题,毕竟吨的运载能力能够一次性地将吨的国际空间站运到太空,而且即便在阿波罗项目的高潮阶段,NASA也没有在一年中发射过两枚以上的土星5火箭,而就运载能力而言,一枚海龙堪比5枚土星5号运载火箭,所以海龙一旦出世,余生应该全部都会在等待中度过。60年代末,受累于越南战争,美国宇航局大砍航天预算,海龙号运载火箭在极其不甘的呐喊中下马。不过吨的“巨兽”犹如苍龙出海般的发射,的确很符合航天的浪漫主义情怀,你认为呢?