蘇育平觀點:SpaceX與美國的太空事業

2023-11-17 07:00

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美國太空事業。(圖:作者提供)

美國太空事業。(圖:作者提供)

在網路上看到伊隆馬斯克的Space-X即將在2023年12月7日以獵鷹重型火箭發射X-37B太空飛機的消息,給大家解釋一下這代表什麼意義。

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首先我們要區分火箭與太空飛機是兩個獨立個體。火箭從宋代開始就有,黑火藥推進的沖天炮許多人小時候也玩過,點火後引線引燃推進火藥,咻的一聲把整根火箭推上高空,之後燒到爆炸藥就在空中炸開絢爛的火光。

1927年德國一批科學家與工程師成立「太空旅行學會」,並開始研究液態火箭推進器。1932年瓦爾那.馮.布勞恩,德國日後最有名的火箭科家進入德國陸軍兵器局,開始發展更強力火箭武器。1942年6月開發完成並開始測行各種測試,當年火箭測試成功,隨即大量生產,在1944年9月正式被命名為「V-2火箭」並進入現役,並在1944年9月8日被用來大舉空襲轟炸倫敦。

一枚V-2火箭被移動發射車發射後,他的液體燃料(75%乙醇與25%液氧)會由噴嘴輸入燃燒室燃燒,產生強大的推力,燃燒60秒後,火箭可達最高速度約5馬赫,五分鐘就可飛250-300公里,以慣性制導,被打擊的終端防無可防,聽到聲音時攻擊就已經來到。從1944年6月13日到1945年3月間,德軍發射3,000枚V-2火箭,對英國民心士氣造成很大打擊,與V-1飛彈一起造成英國3萬人喪生。

二戰時德國V-2火箭,公有領域(圖:作者提供)
二戰時德國V-2火箭,公有領域(圖:作者提供)

由於彈道飛彈可飛過地球大氣層中電離層的卡門線(Karman Line,離地100公里高),因此1944年6月20日德軍試射成功的V-2火箭被視為人類歷史上第一個飛行到太空中的人造物體,也算是人類突破到太空時代的起點,是值得人類慶賀的一天,只可惜是殺人武器性質,也導致迄今沒人慶祝這個事件。

二次大戰結束後,冷戰開始,美蘇英法中等五個聯合國安理會常任理事國都一個個製作出核武器與彈道飛彈,核彈頭是一個個的炸彈,可用飛機、大砲打出去,但最有效可及遠、又可保持精確打擊度的運載工具,就是彈道飛彈,也就是有導引的火箭。

從1960年代開始,蘇聯與美國進入激烈的太空競賽,比誰先發射人造衛星,比誰先把動物送上太空,比誰先把太空人送上太空,結果蘇聯大獲全勝,美國只有贏在用阿波羅計畫把太空人先送上月球。當時這些把人造衛星及太空船送上太空的載具,就是運載火箭,把運載火箭上面托舉的物體換成核彈頭,就是妥妥的一枚彈道飛彈。運載火箭頂端托著人造衛星或太空船,用強大的化學能轉化成動能,把運載物送入地球軌道,首先經過大氣層,之後超過離地100公里高就到了真空的宇宙空間,200公里高是地球同步軌道,500公里高是太陽同步軌道,再出去就是行星際旅行了。

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