BFR--太空飞行的全能航天器-德赢Vwin官网网

今年2月6日，SpaceX的猎鹰重型火箭成功首飞，Starman“驾驶”红色跑车在近地轨道环游的画面为SpaceX赚足了眼球。虽然“登月以来最强”的猎鹰重型火箭让SpaceX的太空发射能力获得了提升，但它还是无法实现艾隆·马斯克投身航天事业时“让人类移民火星，成为多星球物种”的初心。猎鹰重型火箭拥有向火星发射16.8吨载荷的能力，但由于SpaceX取消了本来打算用来载人去往红星的“红龙”飞船研发计划，因此没有载人飞船与猎鹰重型火箭相匹配来完成登陆火星的壮举。

然而，这并不意味着马斯克火星之梦的破碎。与之相反，马斯克正领导SpaceX全力投入下一代BFR箭船综合体的研发。而一旦BFR研发完成，则将替代目前SpaceX的所有发射载具，成为能够执行几乎所有太空飞行任务的航天器。

划时代的强大载具

BFR设计来源于马斯克在2016年提出的“星际旅行系统”。经过其后一年多的研发，马斯克在2017年9月的国际航天大会上宣布，用性价比更好的BFR方案代替了“星际旅行系统”。BFR的直径高达9米，长度达到了106米，由两级组成。第一级安装了多达31台“猛禽”发动机，能够在起飞时提供5400多吨的巨大推力，将第二级送入近地轨道。第二级则采用飞船与推进器的一体化设计，其外形与美国的航天飞机相仿，在SpaceX发布的文件中也将第二级称为“BFR飞船”。

BFR飞船能够向近地轨道运载150吨载荷，比人类历史上运载能力最强的土星5号登月火箭还要高10吨。BFR飞船上安装了四台“猛禽”主发动机和两台中心游动发动机，其中主发动机的推力较大但摆动速度和范围有限，主要用来提供飞船变轨的推力。而推力相对较小但摆动速度和范围大的两台发动机则为飞船提供精准的姿态控制。BFR飞船尾部布置了两个三角形翼面，翼面上还安装了可动的襟翼，可以根据飞船飞行环境的大气浓度、搭载载荷的多少等因素灵活调整飞船的气动外形，使之可以灵活应付去往不同星球、搭载不同载荷的各类任务。

(SpaceX的各型发射载具，自左至右依次为猎鹰1号、猎鹰9号、猎鹰重型和BFR。)

BFR飞船具有载人/货运飞船、卫星发射飞船和燃料加注飞船三种工作模型。在执行不同工作模式的任务时，BFR飞船的外形和总体结构不会发生变化，只会对飞船内的一些模块进行调整。得益于BFR飞船巨大的运载能力和宽大的体积，在执行载人飞行时飞船内会分出约40个隔舱，每个隔舱内可容纳你2-3名太空旅客，让这艘太空飞船和地球海洋上搭载旅客的邮轮变得越来越像。如果牺牲舒适性，每个隔舱内可以容纳5-6名太空旅客，使未来BFR可以像民航客机一样，设置多个不同等级的舱位。BFR卫星发射飞船发射卫星的方式与航天飞机相似，卫星被安装在飞船上在载荷舱中。到达指定轨道后，BFR打开载荷舱门，将卫星释放出去。由于BFR的载荷舱体积高达825立方米，可以实现一些巨型载荷的发射。例如，如果科学家们设计了一台口径比哈勃望远镜大3倍的天空望远镜，BFR卫星飞船可以一次性将这台太空望远镜发射入轨，且发射过程中望远镜无需折叠。目前其他任何运载火箭都不具备这个能力。

火星殖民的关键工具

BFR飞船的燃料加注模式，是为火星飞行量身定做的。从近地轨道进入地球-火星转移轨道要消耗不少燃料，如果飞船从地面起飞时就带够这部分燃料，势必会减少最终能够运往火星的人员和货物的重量。例如，猎鹰重型火箭可以将63.8吨的载荷送入近地轨道，但只能将16.8吨的载荷送到火星。为了解决这个问题，满载燃料的BFR燃料加注飞船会先被发射到近地轨道上。之后，去往火星的载人/货运飞船会在基本不携带燃料的情况下到达近地轨道，与燃料加注飞船对接，进行“太空加油”。在采用这种飞行模式后，BFR向火星轨道的运载能力和向近地轨道的能力相等，均为150吨。一艘去往火星的载人/货运BFR飞船需要在近地轨道上进行6-7次燃料加注后才会去往火星。在燃料加注过程中，两艘飞船的尾部将会连接，并共同操作结合体向燃料加注飞船那个方向移动，利用惯性将燃料移入载人/货运飞船中。

为猎鹰9号和猎鹰重型火箭的成功起到关键作用的Merlin发动机，采用的是液氧-煤油的燃料方案，而BFR采用的猛禽发动机则采用了液氧-液态甲烷的燃料方案。之所以做出这样的改变，是为了真正实现殖民火星而做的长远打算。火星大气中充满了二氧化碳，在两极的冰盖中储存有大量的水，以这二者为原料可以较为便捷的合成甲烷。SpaceX计划在火星上建设一个燃料工厂，为BFR飞船提供返回地球所需的燃料。这样，BFR飞船从地球出发时，就不用携带返航时的燃料，进一步调高了运载能力。此外，由于火星的重力加速度小于地球，BFR飞船在火星起飞时无需一级火箭就能起飞返回地球，但运载能力要减少到50吨。

相比那些只会纸上谈兵的PPT公司，SpaceX从不会只把蓝图停留在发布会上。目前，装配BFR的猛禽发动机样机已经进行了42次测试，其测试工作状态已接近实际飞行时的工作状态。在美国洛杉矶附近的海岸，SpaceX已经开始着手建造用于生产BFR的新厂房。马斯克雄心勃勃的表示，他有信心在2022年的火星发射窗口，向火星发射至少两枚BFR货运飞船，对水资源和着陆点的风险源进行考察，确定着陆地点并卸下一些用以建立火星基地的基础设施；在2024年火星发射窗口，将同时向火星发射货运和载人飞船，在火星建成燃料工厂，并为未来的火星城市建设最初的建筑。

自筹资金，继续商业航天传奇

除了火星任务外，BFR可以还可以执行传统的近地轨道的载人和货运飞行、卫星发射飞行和月球登陆飞行。此外，马斯克还计划让BFR称为地球上不同城市快速旅行的工具。飞船在某个城市起飞后进入近地轨道高速滑行，之后再入大气层，在目的地着陆——现在也有飞行器采用这种方式飞行，但那是送来毁灭的洲际弹道导弹。一旦BFR研制成功，将替代猎鹰9、猎鹰重型火箭和龙飞船，成为SpaceX的全新一代宇航产品。

虽然BFR的运载能力已经超过了历史上人类运载能力最强的土星5号，但其单次飞行成本却低的让人难以置信。按照马斯克目前公布的数据，BFR的单次飞行成本将低于世界上任何一种主流航天器。如此低的飞行成本得益于BFR更强的可回收能力。相比目前部分可回收的猎鹰系列火箭和龙飞船，BFR第一级火箭和第二级飞船均具备可回收用能力，且着陆时均采用发动机减速的软着陆方式，给重复利用前的检修工作带来到了方便，还增加了各个部件的使用寿命。

功能如此强大的宇航系统，必然需要消耗大量的资金进行研发工作。据估计，BFR和SpaceX火星计划的总研发预算可达百亿美元量级。除了SpaceX自筹资金外，目前还没有NASA等政府部门或基金会要对BFR的研发工作提供经费支持。马斯克给出的经费解决方案是，使用目前的SpaceX生产能力产出较多的猎鹰9号火箭和猎鹰重型火箭，并利用这些火箭的重复利用能力支持今后一段时间的发射，将这些火箭的获益投入BFR研发。

与此同时，将之前投入到猎鹰系列火箭上的人力资源和基础设施投入到BFR的研发中，以节约成本。猎鹰9号火箭的技术性能目前已经趋于稳定，以相对优惠的价格已经在民用发射势场上站稳脚跟。而由于SpaceX火箭上所有的部件都是纯粹的“美国制造”，相比依然依赖俄罗斯发动机技术的其他美国发射服务商更受国防部和军方等敏感部门青睐。如果SpaceX果真能够使用自己的收入支撑BFR这种划时代的宇航系统研发，也将是商业航天模式上的一个里程碑。

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表德赢Vwin官网网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。举报投诉

发动机

发动机

+关注

关注
33

文章
2473

浏览量
69267
航天器

航天器

+关注

关注
0

文章
195

浏览量
20855
飞行器

飞行器

+关注

关注
13

文章
722

浏览量
45499

原文标题：BFR，马斯克火星梦想的实现者

文章出处：【微信号：guanchacaijing，微信公众号：科工力量】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。

英飞凌推出业界首款用于太空应用的QML认证512 Mbit抗辐射加固设计NOR闪存

Mbit抗辐射加固设计QSPI NOR闪存这款新器件由美国空军研究实验室太空飞行器局 (AFRL) 资助，并

发表于 12-15 07:31 •83次阅读

英飞凌推出业界首款用于<b class='flag-5'>太空</b>应用的QML认证512 Mbit抗辐射加固设计NOR闪存

SiC技术能否满足航天器和飞机的高功率需求！

碳化硅(SiC)功率器件作为一种潜在的优越替代品，逐渐取代传统的硅基组件，为航天器和电动飞机的高功率应用提供了显著的优势。然而，SiC技术的成功应用必须克服一个关键障碍：在这些极端操作条件下遇到

发表于 12-13 11:33 •136次阅读

SiC技术能否满足<b class='flag-5'>航天器</b>和飞机的高功率需求！

太空探索技术公司获美航天局土卫六探测项目发射合同

美国航天局近日宣布，已经与美国太空探索技术公司签署了新合同，委托该公司为即将开展的土星卫星土卫六探测项目提供发射服务。该探测项目被命名为“蜻蜓”，计划采用一架旋翼机着陆器进行探测任务。根据美国

发表于 11-28 11:14 •254次阅读

焊接机器人在航天领域的应用

领域焊接的重要性在航天领域，焊接技术对于制造火箭、卫星和其他航天器至关重要。焊接不仅用于连接金属部件，还用于密封容器和管道，确保航天器在极端环境下的密封性和结构完整性。 3. 焊接机器人在航

发表于 11-25 09:48 •199次阅读

阻尼器在航天领域的应用实例

在航天领域，振动控制是一个至关重要的问题。航天器在发射、运行和返回过程中都会经历各种振动，这些振动如果不加以控制，可能会对航天器的结构完整性和仪器的精确度造成严重影响。 1. 阻尼器的

发表于 11-14 10:56 •281次阅读

众瞩目的神舟十九今日召开发布会！

众瞩目的神舟十九今日召开发布会！下面我们来聊聊一个话题就是神舟十九所用的航天连接器，航天连接器 航天器连接

发表于 10-29 09:25 •226次阅读

中国天和核心舱在轨三周年：航天滑环充当关键角色

作为滑环行业从业人员，我们知道在航天器上也是有滑环的，不过由于航天器运行环境处于外太空，其温差环境要比在地球上恶劣的多，所以航天器所用的滑环对于质量的要求要远比普通滑环苛刻的多。毕竟在

发表于 07-31 11:38 •455次阅读

ESA即将进行Hera任务测试，旨在保护地球免受小行星撞击

正在进行的“赫拉”任务航天器飞行前检测中，已完成绕双小行星系统迪迪莫斯（Didymos）及迪摩弗斯（Dimorphos）运行的制导导航控制（GNC）系统测试。西班牙和德国利用Hera航天器组件复制品进行虚拟测试，以验证GNC系统

发表于 05-31 10:35 •607次阅读

纳入商业航空公司，欧洲为国际空间站提供货运服务

　此举表明，欧空局正在模仿美国国家航空航天局（NASA）近 20 年来采纳的策略，转向对商业航天企业进行飞行服务采购，而非自主研发火箭和航天器。

发表于 05-23 14:58 •607次阅读

中科宇航研发太空旅行飞行器，预计2028年开展太空边缘载人旅游

据南方+、金羊网报道，近日中科宇航宣布，已启动太空旅游飞行器研究工作，预计于2027年首次试飞，2028年正式开展载人太空边缘旅游项目。

发表于 05-17 16:10 •578次阅读

如何为卫星选择连接器

里，我们不断向地球以外的广阔空间发射了载人航天飞机、空间站、低地球轨道（LEO）卫星、探测器、望远镜、着陆器等各式各样的航天器。然而，太空仍

发表于 05-09 08:26 •359次阅读

探索人工智能技术在太空中的应用

NASA将人工智能用于许多应用，并成立了人工智能小组，开展支持科学分析、航天器操作、任务分析、深空网络操作和太空运输系统的基础研究。

发表于 03-12 14:19 •602次阅读

航天科技展中的讯维大屏应用：太空探索的视觉震撼与信息传递

航天科技展，作为展示人类太空探索成果和前沿科技的重要平台，需要一种能够完美融合视觉震撼与信息传递的展示工具。在这一领域，讯维大屏显示系统凭借其卓越的性能和广泛的应用场景，成为了航天科技展的得力助手

发表于 02-28 14:42 •381次阅读

关于航天器嵌入式软件CAN总线测试方法的研究

随着航天电子技术的发展，航天电子设备综合化程度越来越高，总线技术已经开始在航天电子领域得到越来越广泛的运用。

发表于 01-12 14:10 •1105次阅读

航空航天领域中的GaN功率器件（上）

在中国深空探索及载人航天任务逐渐增多的背景下，对电能的需求也随之上升，从而推动了对宇航电源的高效率与小型化的设计需求。宇航电源是航天器系统的心脏，既要为电推进系统和激光武器等高功率负载供电，也要增强

发表于 01-04 15:55 •1250次阅读