SpaceX为何非要回收一级火箭,现代天文学是什么样的

北京时间12月22日上午,太空探索技术公司(SpaceX)的猎鹰9号火箭成功将轨道通信公司(Orbcomm)的11颗第二代通信卫星送入太空。这是6月28日猎鹰9号爆炸事故以来,猎鹰火箭的再次展翅。不过,更被人关注的,反而是火箭第一级的返回着陆试验。9点39分左右,猎鹰9号第一级成功着陆在卡纳维拉尔角的LC-1着陆场。人类航天发射的历史,掀开了新的一页。

而我的目光一下被题图吸引——图中是四只黄棕色、长得既像狐狸又像狼的犬科动物。光看照片,大部分人可能认不出它们,但它们的名字可谓无人不知。

五、采访下任 IAU 主席海部宣男

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下任 IAU
主席海部宣男接受北京科技视频网采访。(观看视频请点击本节末尾的链接。)

问:有人说今天全球的天文学家比有史以来的天文学家总数还多,是否果真如此?他们在各国天文台、天文机构和大学天文专业的分布情况如何?

答:这是个有趣的问题。天文学家的总数确实在增长,其实其他的科学家也是,比如生物学家和物理学家。天文学是一个发展较快的基础科学,因为有令人激动的新观测手段出现,所以很多年轻人都受到天文学的吸引从事天文研究,导致天文学研究者数量不断增加,从事天文学博士研究的人也在增加。
不过我不认为天文学队伍已经足够了。在很多发展中国家有不少学校还需要更多的老师从事天文学教育,进行深层次的研究。

问:随着现代天文学观测手段的发展,业余天文学家还有足够的活动空间吗?他们的贡献是否只限于发现和追踪小行星和彗星了?

答:大致上确实如此,他们的作用是有限的。但职业天文学者的研究手段不断提高,业余天文爱好者的设备水平同时也在提高,比如更好的照相机和望远镜。我认为业余天文爱好者的作用是在提升,而不是下降。比如在行星系统方面,彗星方面等等。
很多天文现象都随时在发生,职业天文学家很难持续地、全方位地观察所有的天象,所以业余爱好者还是能做出自己的贡献。

问:天文学研究需要很多的资金投入,如何通过普及天文知识,让公众和社会理解和支持天文学研究的发展?

答:向公众介绍自己的发现是天文学者神圣的职责。首先,这样才能获得公众的理解,当然不仅仅是为了争取资金支持,还因为天文学能给人类带来激动人心的知识和见解,我们应该让所有人分享,包括少年儿童。

问:人们的印象中,天文学家是仰望天空研究星星的人。但大爆炸理论和反物质、暗物质、暗能量概念的提出,让使用望远镜的天文学家和使用加速器的原子物理学家走到了一起。天文学界如何适应这一变化?

答:当我们试图理解宇宙时候,我们不可避免地需要了解世界的本源,什么是粒子,什么是材料,有哪些力,这是基本物理的范畴。这时候两个基本的科学就相遇了,我们需要彼此合作。这样既拓展了天文学,也给粒子物理学打开了一扇新大门,是非常令人激动的。
天文学的发展其实有很多扇门,一个例子就是宇宙中其他生命的话题,这是天文学一个很新的方向。当你仰望星空,看到一颗闪亮的恒星,知道应该有行星围绕着它运转,这是很令人激动的。我们需要发展能够探测地外生命的手段,因此需要和生物学家、化学家合作。这是天文学发展的一个方向,将是非常令人兴奋的。【点击观看视频:
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主席海部宣男访谈威尼斯正规官网,

 

 

本文编辑: Steed闻菲

复用的经济性

22日上午猎鹰9号火箭第一级的成功着陆,让无数航天爱好者热泪盈眶。尽管这次试验还只是八字第一撇,距离实现火箭的重复使用还有很长一段距离,要证实这种复用方式的经济性更是遥遥无期,但从航天飞机梦想破灭以来,重复使用火箭新尝试的成功,我们等了实在太久。

话说回来,猎鹰9号的重复使用,到底能降低多少成本呢?

起飞级复用绝非太空探索技术公司的原创,美国曾有一家名为StarBooster的公司,计划使用可重复使用的飞回式液体助推器,据称发射成本可以降低30%左右。

据推测,猎鹰9号火箭梅林-1D发动机的造价在80万到100万美元之间,那么第一级9台发动机的总成本不过900万美元。有些推测认为,火箭第二级一台梅林-1D真空版发动机外加导航制导控制系统的总成本可能在2000万到2500万美元。再加上官方网站猎鹰9号火箭发射报价6100万美元的数据,可以推测,猎鹰9号第一级箭体本身造价不菲。这就是猎鹰9号不仅回收发动机,也要回收箭体的重要原因。

根据马斯克的说法,猎鹰9号火箭和其他火箭设计有所不同,第一级占去了全箭大部分成本。这一点看来绝非虚言,但也意味着猎鹰9号第一级的重复使用可以降低更多的成本。即使以StarBooster对比推断,猎鹰9号火箭第一级重复使用也有望将成本降低40%甚至更多。

猎鹰9号火箭还在研究第二级的受控再入和着陆,并计划最终实现第二级的重复使用。根据太空探索技术公司参与国际会议公布的指标,该公司的中期目标是通过火箭的重复使用,将猎鹰9号的发射报价降低到600~700万美元,也就是现有发射价格的大约1/10。这将对航天发射市场构成空前冲击,但发射成本的降低,更可能极大地激活空间应用市场,让人类空间活动进入一个大发展的时期。

这段视频展示了未来载人龙式飞船发射的场景,不只要实现一级火箭的回收,更要实现全部火箭的回收,进一步降低航天发射的成本——这是SpaceX公司未来的目标。视频来源:SpaceX

前面提到,猎鹰9号火箭发射报价高达6100万美元,但燃料成本只有20多万美元,那么600万美元的发射价格还是太贵了些。马斯克曾经雄心勃勃地表示,通过火箭重复使用,有望在远期将火箭的发射成本降低到现有水平的1/100——这是一个和当年航天飞机一样极具雄心的目标。如果他真的能实现这个目标,载人登月乃至移民火星都不再是幻想。

过去十几年时间里,太空探索技术公司创造了一个个奇迹。让我们期待他们在未来能创造新的奇迹,开始人类迈向星际时代的第一步。(编辑:Steed)

文章题图:ycw.gsly.gov.cn

四、采访现任 IAU主席罗伯特·威廉姆斯

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现任
IAU主席罗伯特·威廉姆斯接受北京科技视频网采访。(观看视频请点击本节末尾的链接。)

问:外星宜居行星的发现是否为我们寻找地外生命甚至外星文明提供了新的可能?

答:外星行星的发现让地外生命成为一种可能,但只是一种可能,不是必然的。大多数的天文学家认为,在这个无垠的宇宙中,有着上万亿个恒星和行星,某个地方存在生命的可能性是很大的,当然我们目前还没有证据。火星其实和地球很像,地球孕育了生命。如果宇宙中生命是普遍现象,那么火星上应该就有生命。NASA的“好奇号”火星探测车两周前成功登陆火星,它是否能在火星发现生命,对我的判断很有帮助。我自己很惊讶,到现在为止我们还没有在火星上发现微生物的痕迹。而在我们地球上,在火山口,在深海之下,都能发现微生物。我开始觉得,也许是地球上的某些偶然因素导致生命的出现,因此也许宇宙中生命并不是我们想象中那么普遍。
问:请问未来几年天文学界的主攻方向是什么?

答:天文学家有很多研究领域,当然我认为发现恒星和星系的形成,也许会是未来几十年一个很重要的主题。而这也和生命的起源息息相关,因为我们认为生命的形成需要一些必要的适宜条件。一个恒星的一生里,生命可能诞生的环境是在不断变化的。我们希望了解促使这个变化的物理过程和对生命形成的影响。

问:天文学和人类命运关系最密切的项目之一是卡特林那巡天系统。某种意义上,天文学家是地球的哨兵,对人类命运负有特殊责任。据说澳大利亚赛丁泉天文台因为经费短缺,将要关闭监测系统,令人非常担忧。请问在您的任内,如何加强对潜在危险小行星和彗星的监控?

答:天文学是个纯科学,就是说它对人们的生活没有直接的影响。所以一个普通人如果对天文学一无所知也可以活得很好。其实音乐也是如此,不过你可以想象那样的生活将是多么贫乏。因此我认为,不能理解宇宙的人生是一个贫乏的人生。人类诞生于这个星球,这个星球是宇宙的一部分。整个进化过程能让我们更好地理解我们人类的位置。

谈到可能撞击地球的小行星,我们会通过观测天空来发现它们。在美国有一种新的望远镜,每隔几周就对整个天空进行一次拍照。如果一个小行星正在靠近地球,人们能够捕捉到一些运动迹象。这个望远镜,我们称作大型巡天望远镜,能捕捉到小行星的运动,但这并不意味着我们能阻止它们的运动,那将是一个更为困难的过程。小行星的能量可能不是人力所能改变其轨迹的。有时候自然现象会强加给人类社会,带来灾难。如果是颗个头不大的小行星,我们也许可以利用核武器来引爆它,当然这还是很久以后的事情。如果是个大家伙,基本上我们就无能无力了。

所以,我的建议就是:好好享受生活,开心愉快,热爱家庭,保持乐观,希望这种事儿不要发生,起码不要在我们自己的有生之年。【点击观看视频:
现任
IAU主席罗伯特·威廉姆斯访谈

 

 

威尼斯正规官网 312月22日,北京时间9:39分左右,SpaceX猎鹰9号火箭的一级火箭稳稳着陆,实现了人类航天发射历史上的首次火箭回收。图片来源:SpaceX

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图片来源:新浪微博

二、采访45年前发现中子星的女天文学家约瑟琳·贝尔

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45年前发现中子星的女天文学家约瑟琳·贝尔接受北京科技视频网采访。(观看视频请点击本节末尾的链接。)

问:妇女投身于科学事业往往要付出更多的艰辛,您能不能谈谈自己的切身体会?

答:当我刚开始研究工作的时候,从事科学研究的女性还很少,那时候女科学家真的是凤毛麟角。现在女科学家越来越多了,情况已经改变了。当然男女科学家的数量还有差距,仍然是男科学家多于女性。女性科学家仍然需要迁就男性的工作状况,不过随着男女比例的变化,也许两性的工作状况将会更加平等。

问:您现在还在第一线工作吗?主要的研究领域是什么?

答:我已经不从事研究工作了,我退休了。不过我还在牛津大学有一个职位,这样我还可以和许多天文学家保持联系,可以了解最新的天文学发展,我总是能听到一些令人兴奋的消息。纵观我的一生,天文学有了长足的发展,许多变化都令人激动。我想这个趋势还会继续下去,尤其是有了一些像500米口径球面射电望远镜这样的新技术,天文学前景可期。

问:我们2003年曾经制作过一部大型科普片《我们的宇宙》,其中很大篇幅讲述了您在1967年发现中子星的故事,并特别对您的老师休伊士(Antony
Hewish)因此获得诺贝尔奖,而您却未能获得诺贝尔奖表示了极大地遗憾。您如何看待这件事?诺贝尔奖的评选机制是否应当更加公平和健全?

答:我发现拿不到诺贝尔奖照样可以干的非常出色,你还可以拿许多许多别的奖。如果你拿了诺贝尔奖,那以后就没人再给你别的奖项了,你最多就是去斯德哥尔摩度过美好的一周,然后就功成身退了。如果你没有拿到诺奖,那每年你还能领到这个那个奖项,还可以去这个那个聚会,这难道不是更有趣吗?所以我说,诺贝尔奖,不拿也罢。【点击观看视频:
天文学家约瑟琳·贝尔访谈

 

 

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