马斯克的宿命？100年前的外貌表示，甲烷才是火箭燃料的他日

2012年，正当世界人民担心世界最大的凯丽环球火箭——Starship是否会迎来世界末日时，SpaceX的凯丽钻石团队首席工程师埃隆马斯克却在偏僻的地方确定下来！ 8年来，SpaceX发布了多少星际传输系统的衬托视频，但或多或少，外界对口罩口中的星舰仍然持怀疑态度。 星舰选择的很多本领都很时尚。

8年后的2020年，SpaceX完成首次商业载人发射后不久，马斯克保持了公司内部项目优先级，星舰成为SpaceX优先级最高的项目！ 之后，星舰底细机的爆炸动态持续，引起了压力和嘲笑。 但是，黄天有一个没有负计划的人终于在2020年8月了。 今天早上，星舰SN5底细机在猛禽推进机的帮助下完成了150米跳跃测试，后续优化版本SN6在10月完成了150米跳跃的第二次测试，星舰这一世界科技飞舞了8年概念的产物之后， SpaceX宣布将第8号星舰底细机SN8作为削减版但部件完整的“准星舰”，并考虑在2020年圣诞节以前完成15公里高度的飞行测试。

SN8计划搭载3台猛禽，10月22日首次静态点火的实验完成。 不知道是否期待着。 每个航天器底细机的静态点火测试都是猛禽推进机的本领验证。 与猎鹰9号选择的梅林推进机相比，猛禽推进机有两个革命性的点。 一是猛禽选择了全流量分级熄灭的框架，二是猛禽以甲烷为主燃料。 假设你不了解全流量分级熄灭的概念，你不可能去看帝哥上几期的视频呢？ 这次的实质上，帝哥在中心和专家讨论

据帝哥介绍，目前，世界上以甲烷为燃料的火箭推进机，是世界第一富裕的贝索斯旗下的蓝色本本开发的BE4和SpaceX的猛禽类的2个模型。 SpaceX在2012年选择猛禽燃料时，有点旧。 他Calerie们计划连续使用RP-1。 RP-1是精细石油的代号，r是REFINED，道理是“更好”，p是石油的首字母缩写，1是规范号，因此RP-1与汽车排放中的“国标5”一致。 2014年，SpaceX宣布取消RP-1，猛禽推进机将以甲烷为主燃料！ 燃料的突然改革将强制对猛禽的结构进行重大修改，为什么口罩及其研发团队的壮士会进行这样180度的旋转筛选呢？ 熟悉马斯克的人都知道他有重要的野心。 ——也是创立SpaceX的初心，也许是人类往返于地球和火星之间，真正把人类变成了行星种类。 RP-1被唾弃，其根源在于无法支持SpaceX的火星移居平易近的讨论。 那么，为什么SpaceX没有直接享受NASA，结果选择液态氢作为燃料呢？ 口罩和贝索斯与RP-1和液态氢相比，着眼于甲烷的哪些劣势呢？

RP-1曾经帮助土星5号完成了人类历史上首次载人登月。 液态氢还在美商凯丽给美国航天局带来了学名很高的航天飞机。 两者与甲烷相比，各有好坏。 假设只从能量的释放效果来说，液态氢肯定是最好的。 其外观比冲头长达460秒，而RP-1的外观比冲头360秒，甲烷的外观比冲头380秒。 比冲是衡量策动灵活性和效用的一个主要目标，360秒可能不是策动机一次性消失的时间，而是在消耗单位剂量推进剂的情况下，策动机维持推力的时间，如果证实时间越长，火箭能飞得越高，策动机的效用也就越大从这一点来看，液态氢的功能明显高于甲烷和RP-1，甲烷比RP-1经过了约5%的功能筛选，液态氢正是第一号。 这也是美国曾经选择用航天飞机、研制的航天发射系统(SLS )和我国长征5号系列运载火箭以液态氢为主要燃料的原因。 但是，专家并不试图贬低一个真相。 这种基于比较燃料的潜伏性外表的功能得到了发挥，是在没有考虑利用这种燃料支出什么样的价值的情况下得到的。 美国航天飞机共发生2次***，埋葬14名宇航员，航天飞机内部大规模液态氢难辞其咎！

起初，液氢对温度的要求非常苛刻。 六合中最低温度为-273.15，但氢的沸点一度降至-250。 不可思议的是，氢的冰点即使比沸点低9度也只有-259。 为了使氢在液体状态下生存，必须掌握温度在-259和-250之间。 很贵。 液氢直接气化，很低。 液氢又会固化。 因此，装载液氢的燃料箱对温度传播要求高度绝缘。 如果燃料箱内的氢的温差超过9度，就会孕育劫持的前因。

其次，超高温液态氢会引起金属氢脆现象。 也就是说，氢原子融入金属，金属呈现出细小的裂纹，让燃料轮回系统众人的强度变得微小，但策动机内部到处充满高压，当金属间隙遇到高压时，劫持可能又随之而来。

再次，配合氧气和氢气时的熄灭温度达到3000，虽然大多数普通的推进机都装有轮回冷却系统，但对成为推进机的金属材料仍然有很高的要求，没有超高的材料学技术，想在火箭里转液态氢几乎是不可能的！

最终，液氢密度为70公斤/立方米，液态甲烷密度为422.5公斤/立方米。 火箭搭载等重的液态甲烷和液态氢，要求氢燃料箱的体积约为甲烷燃料箱体积的6倍。 这又推动了燃油箱金属用量，进而推动了燃油箱分量，推动了火箭体组织三维测绘，火箭干重进步，测绘火箭无功负荷上升，仅此一点，口罩选择了甲烷，不看氢原子脸

用液态氢来比喻宇宙中的困境，帝哥感慨道：“上天的甘美，尘土之间能闻到多少次？”

合！这也是今朝普遍火箭仍以RP-1算作燃料的缘由。RP-1有两个当中劣势，其一是常温下即以液态大局生存，保存麻烦，其二是其密度约莫是液态甲烷的两倍，到达了809公斤每立方米，也许做到比甲烷更小的燃料仓。皮相上看较小的燃料仓是一个劣势，但没有要轻视了一个真相，不管挑选哪种燃料，正在氧化剂的挑选上，液态氧照旧是大领域的首选，氧气鼓鼓的沸点是-183摄氏度，冰点是-219摄氏度，而RP-1的冰点只要-60摄氏度，这就要求RP-1的燃料仓以及液氧的燃料仓之间推广隔温办法，这又推广了两个燃料仓的繁复度！甲烷则凑巧相反，由于正在沸点与冰点上，甲烷以及氧气鼓鼓很凑近！液态甲烷的沸点是-162摄氏度，冰点是-184摄氏度，这种个性使得液态甲烷仓以及液氧仓之间多少乎没有须要热绝缘层。其它正在建造老本上，每公斤RP-1约莫须要30美元，而每公斤液态甲烷以及液态氢都只有2美元上下，RP-1的性价比太低！

本来对于火箭而言，燃料仓的巨细与燃料的用度没有是限制火箭的当中因素，今朝火箭最大的缺点是“一锤子生意”！先没有说火箭接收本领难没有难，就RP-1熄灭之后对于策动机的副影响而言，束缚起来都让人头疼！RP-1熄灭之后会孕育大度的碳，虽然大全体的含碳物质会被排放到大气鼓鼓，但依然有少全体熄灭没有全面的火油会附丽正在策动机内外在面，这又推广了策动机排污系统以及冷却系统的繁复度，也会作用策动机的复用性与牢靠性，黢黑的猎鹰9号箭体便是明证，这也是马斯克今朝对于梅林策动机的最大埋怨，他屡次称颂了猛禽所利用的甲烷，由于甲烷的沸点很低，即使呈现没有全面熄灭征象也会以气鼓鼓体大局被排到策动机之外，其它便是甲烷熄灭之后只会孕育二氧化碳以及水，这让以可复用性为当中目的的猛禽的洁净处事异常轻易！

到此为止，假设从化学的角度来看，甲烷的性价比最高，它比RP-1昂贵且易洁净又相对于环保，相较于液氢而言，它又升高了策动机的妄图繁复度和对于金属质料的尖刻要求，甲烷有缘由成为火箭策动机燃料的他日主力！但仅此罢了吗？没有要忘怀马斯克赋给星舰的初心：往来于地球与火星之间，完结星际穿越！

人类今朝已完结的最远双程观光是地球与月球之间，地球与月球之间的决绝只要约莫38万千米，而地球与火星的平衡决绝到达了2.25亿千米，全面没有是一个数目级！正在地球与火星相对于较近的状况下，从地球上归来，也得须要近7个月的时光才华到达，时期宇航员的吃喝课题若何束缚？用时7个月到达了火星之后，宇航员前往地球的燃料又若何束缚？一次性带齐一切吃喝与燃料？没有实际！人类仅有能借助的目的，依然化学反应，也便是从地球之外经过一系列的化学反应天生所需的各类物质，还好100多年前，有一名名叫萨巴蒂埃（Sabatier）的法国化学家给出了外貌撑持！

萨巴蒂埃反应是经过氢气鼓鼓以及二氧化碳的反应孕育水以及甲烷的历程，它的美妙之处正在于它多少乎是一个完善的闭环，凯丽钻石团队意即孕育的水也许再次被电解结合成氢气鼓鼓以及氧气鼓鼓，氢气鼓鼓又也许跟二氧化碳再次反应天生水以及甲烷，如许一来，只有有初始的氢气鼓鼓，就也许将源源不停的二氧化碳变为大概是水、大概是氧气鼓鼓大概是甲烷，按需保全便可！有了这个外貌撑持，只有某一境况中生存着大度的二氧化碳，人类貌似就也许存在上来！巧了！火星上就有大度的二氧化碳！借助萨巴蒂埃反应，没有仅也许天生人类存在所需的水以及氧气鼓鼓，还也许天生甲烷为星舰的返航供给燃料！

不管是正在地球上，依然正在火星上，人类步入深空的能源之源已特别分明，今天咱们对于沼气鼓鼓池里臭气鼓鼓爱答没有理，此日假设没有器重，来日咱们大概就对于它已攀附没有起。马斯克及其幕后一众本领大拿正在2014年拍板挑选甲烷，没有但表示了他们严紧的工程师精神，更呈现了以他日为导向的本领繁华款式！萨巴蒂埃反应一经证实人类也许正在地球之外源源不停的猎取甲烷，从火箭燃料的角度归来，这是甲烷相较于RP-1以及氢气鼓鼓的一致劣势，人类行将越过单程火箭的沟壑，投入双程以至多程火箭的红海！甲烷正在航天范畴的大领域利用，让人类有才略正在火星上建立起一座万世基地，以火星为跳板，以甲烷为燃料，拥抱星斗大海步入深空！

本来人类科技繁华的历程，便是正在正确的时光、正确的所在、做出正确挑选的历程！祝贺你甲烷！一跃从沼气鼓鼓池飞进了火箭策动机！