1957年至今世界火箭的规模与形态

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  • 设计师Tyler Skarbek制作的信息图对世界各国的火箭进行了比较。

  • 图中展示了每种火箭的设计国、使用年份及其取得的成就。

  • 本文详细回顾了火箭最初以弹道导弹形式出现的时期,直至如今SpaceX星舰的计划发射。

  • 随着太空探索日益普遍,火箭设计预计将进一步发展。

对比过去与现在不同火箭的规模。Image: Visual Capitalist

过去与现在世界火箭的规模

SpaceX星舰或许将成为下一枚载人登月的火箭,但它不会是第一枚,也很可能不是最后一枚。

自20世纪中叶起,人类探索太空的速度前所未有。我们已经发射了卫星、望远镜、空间站和航天器,这些都由火箭推进的运载工具送入太空,突破了大气层。

这张信息图出自设计师Tyler Skarbek将世界上众多不同的火箭并排对比,展示其设计国、使用年份以及它们(可能)取得的成就。

世界各国的火箭表现如何?

在用于太空飞行之前,火箭最初是作为弹道导弹而被生产和研发的。

第一枚正式抵达太空的火箭——按国际航空联合会的定义,即越过卡门线(距地球平均海平面100公里(62英里))的火箭,是1944年德国研制的V-2火箭。

但二战结束后,V-2的生产落入了美国、苏联(USSR)和英国。

在随后的几十年里,随着冷战的展开,最初作为核武器竞赛军备竞赛(争夺更先进弹道导弹)的较量,演变为太空竞赛。美国和苏联都力图率先实现并掌握太空飞行,推动了大量新型火箭的生产。

对比世界各国的火箭。Image: Visual Capitalist

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随着太空竞赛逐渐平息,美国成为生产各类火箭最多的国家。1991年苏联最终解体,苏联火箭的生产转移至俄罗斯或乌克兰。此后,欧洲(通过欧洲航天局)和日本也加大了火箭生产力度。

近年来,新的国家也加入了这一竞争,包括中国、伊朗和印度。尽管上述信息图展示了众多不同系列的火箭,但并未包括全部,例如中国的快舟火箭以及伊朗的Zuljanah和Qased火箭均未收录在内。

火箭航程解析与持续的太空探索愿景

设计一枚既能飞向遥远太空、又能搭载重型有效载荷(即运载工具所搭载的物体或实体)的火箭,极为困难且要求精确。“火箭科学”这一说法绝非空穴来风。

火箭在设计时,通常针对某一特定航程进行设计,并考虑飞行所需的燃料和可达到的速度。或者,它们根据目标航程下可实现且可靠的能力,设定不同的有效载荷等级。

  • 亚轨道:可抵达外层空间,但其轨迹与大气层相交并返回地面。无法完成一圈轨道运行,也无法达到逃逸速度。

  • LEO(近地轨道):可达到约2,000公里(1242.74英里)的高度,并以128分钟或更短的轨道周期绕地球运行(即每天约11.25圈)。

  • SSO(太阳同步轨道):轨道高度约为地球上方600–800公里,倾角约为98°,即几乎从极地到极地,以保持一致的太阳时。

  • GTO(地球同步转移轨道):发射进入高度椭圆的轨道,其近地点高度与LEO相当,远地点可达海平面以上35,786公里(22,236英里)。

  • TLI(奔月转移注入):沿轨道发射(或从地球轨道加速),以抵达月球,月球与地球的平均距离为384,400公里(238,900英里)。

但在潜在太空旅行者的眼中,还存在其他航程和轨道。例如,在SpaceX及其亿万富翁创始人埃隆·马斯克眼中的远大目标火星,与地球的距离约在5,400万至1.03亿公里(3,400万至6,400万英里)之间,最近接近时。

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