太空問答

回收一級火箭真的能大幅降低發(fā)射成本么？

火箭的核心組成是三個部分：燃料、包含發(fā)動機的火箭結(jié)構(gòu)以及有效載荷。目前絕大部分火箭都使用液體燃料，如液氧、液氫、煤油等，價格比較便宜，整體費用在數(shù)百萬人民幣級別，僅占火箭整體費用的極小一部分。然而火箭的發(fā)動機和殼體卻價格極其高昂，尤其是最重要的一級火箭，占據(jù)了火箭一半以上費用，而往往在發(fā)射后3-4分鐘就被扔掉。如果能夠?qū)崿F(xiàn)回收復(fù)用，從理論上的確能大大降低火箭發(fā)射費用，只需重復(fù)加注燃料即可。

最典型的是目前的美國太空探索技術(shù)公司，一枚新火箭的報價是5400萬美元～6000萬美元，而如果是“二手”火箭費用則直接至少打7折，而且隨著使用次數(shù)逐漸增多報價會越來越低。

（太空精釀）

航天飛機為什么可回收卻如此昂貴？

航天飛機設(shè)計的是僅有外燃料箱不可回收，其他部分都能重復(fù)使用，甚至第一次發(fā)射時的固體燃料火箭助推器中某些零件使用了上百次，從理論上講可以大大降低發(fā)射費用。

但航天飛機為了保證整體回收，工藝極度復(fù)雜，超過250萬個零件，增大了各種系統(tǒng)的風險。重復(fù)使用需要大量維護費用，比如飛機表面涂層極其昂貴，發(fā)動機的維護更是天價、不亞于再換一臺新的。從上世紀80年代到本世紀初，共計5架航天飛機被生產(chǎn)出來，它們共計發(fā)射了135次，花費了相當于今天的2100億美元，相當于每次發(fā)射花費掉驚人的15億美元，這些錢夠獵鷹火箭完成25次發(fā)射的了！

（太空精釀）

美國幾十年前發(fā)射的那些探索宇宙的飛船現(xiàn)在飛到哪了？

在上世紀70年代人類共計發(fā)射了四個探測器目標飛向太陽系外，它們是1972年發(fā)射的先驅(qū)者10號（Pioneer）、1973年的先驅(qū)者11號、1977年的旅行者一號和二號（Voyager）。

目前它們正在飛向太陽系的邊緣、逐步脫離太陽風的影響，旅行者一號距離地球已經(jīng)超過200億公里，以至于光都要旅行18個小時。但是這兩位“旅行者”還在保持正常工作，甚至可以繼續(xù)工作二十年，是標準的人類使者！

（太空精釀）

這些動輒飛行數(shù)十年的探測器是靠什么維持能量來源的？

由于這些探測器的目的地都是飛往太陽系之外，而隨著距離太陽越來越遠將不可能使用太陽光作為能量來源，它們必須自身攜帶強大的電池維持能量，而這個問題的答案就是放射性同位素電機。

它的原理很簡單：放熱發(fā)電。不過它可大大不同于火電廠燒煤發(fā)電，而是通過放射性同位素在衰變時產(chǎn)生的熱量發(fā)電并維持儀器工作溫度。最經(jīng)典的就是钚238電池，這也是制造原子彈過程中的產(chǎn)品之一，它的半衰期長達88年，這也是為什么攜帶了這種核電池的兩位“旅行者”能在太空中旅行長達40年依然正常工作的原因。

（太空精釀）

“新視野號”為什么是第一個到達冥王星的航天器？

冥王星曾經(jīng)是太陽系的第九大也是最外圍的行星，但在2008年被除名。20世紀70年代的人類四位使者并沒有直接造訪它，這是由于冥王星每248年才繞太陽一圈，而之前的探測任務(wù)主要目標是研究木星、土星等，極難實現(xiàn)一次恰好的相對位置以最終造訪冥王星。

但在2006年1月19日，“新視野號”通過強大的宇宙神5-551火箭發(fā)射升空，它是人類有史以來發(fā)射時飛行速度最快的衛(wèi)星，目標直指冥王星，僅僅1年就飛過了木星，最后依然用了9年才成功抵達冥王星，并拍下了冥王星的美景。

（太空精釀）

冥王星長什么樣子？

冥王星是距離我們最遠的太陽系星體之一，也是曾經(jīng)的九大行星中最遠的，它距離太陽距離達到了驚人的60億千米。在地球上時我們幾乎沒有任何辦法能拍下它的樣子，只能通過理論模型去推導(dǎo)和猜測，即便是著名的哈勃空間望遠鏡也只是拍下了一個小斑點而已。

但是2015年7月14日“新視野號”抵達冥王星后，終于為我們揭開了它的神秘面紗。大家不僅看到了一個完美的球體，甚至還看到了一個美麗的“愛心”，以及太陽系的美好！

（太空精釀）

冥王星的名字是怎么來的？

1930年3月，世界范圍內(nèi)開始為一個當年2月18日才發(fā)現(xiàn)的神秘星體有獎?wù)髅?。最終一位叫做Venetia Burney的英國女孩贏得了這個大獎并獲得5英鎊，她提出的名字是西方神話傳說中的冥王（Pluto），因為那里是太陽系的邊界，象征著死亡與萬籟俱寂。

但有意思的是，在同年9月的迪士尼創(chuàng)作室中，設(shè)計師們正苦于給這只剛設(shè)計出來的小狗起什么樣的名字。他們立即借鑒了這顆新發(fā)現(xiàn)的星球，把小狗也叫作了Pluto，它陪著米老鼠度過了很多美好時光。不過咱們可不叫它冥王，而是可愛的布魯托。

（太空精釀）

編者按：“太空問答”這個欄目是應(yīng)廣大讀者要求而新設(shè)立的，主要是就新近發(fā)生的國內(nèi)外航天大事中讀者感興趣的問題，特邀《知乎》上的各位知名答主，就相關(guān)的問題來進行解答。同時，也歡迎廣大讀者參與我們的互動。

陳彩連