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小火箭聊人类的太空归宿

 sdxy 2020-03-29

小火箭出品

本文作者:邢强博士



人类,相较于浩瀚宇宙,难免显得稚嫩无比,脆弱不堪,软弱无力。

但是,有三样东西,纵是那创世的众神,哪怕是磅礴的星系,就算是点燃新星的烈焰,也无法与之相提并论:

恋人的凝视、

至亲的泪滴、

勇士的热血。                                           

    ——节选自 小火箭 邢强 《人类的太空归宿》


今天,小火箭不聊技术,只谈诗与生命、爱与死亡。

凝视

当我们凝视夜空的时候,我们在看什么呢?

是亿万年前就出发的,孤独地在宇宙中穿行不歇,终于抵达我们眼眸的那束光,还有逝去的先民的灵魂。

很早之前,就在米索不达米亚的陶罐上,在草原翱翔的雄鹰下,在中华文明铸造的青铜巨鼎中,流传着这样的信仰,逝者的肉身已灭,但灵魂仍在。

那夜晚的星辰,就是先民守望我们的灵魂。这是人类几千年来的智慧和勇气之凝结。


迢迢牵牛星,皎皎河汉女。 

纤纤擢素手,札札弄机杼。 

终日不成章,泣涕零如雨。 

河汉清且浅,相去复几许。 

盈盈一水间,脉脉不得语。

——《古诗十九首·迢迢牵牛星》


一首《迢迢牵牛星》道出千古以来,多少离别苦。

我佛有云:

人有八苦,生苦、老苦、病苦、死苦、爱别离苦、怨憎会苦、求不得苦、五阴炽盛苦。

如何减轻对心上人的离别之苦?对至亲的思念之苦呢?

古人,望月思乡,望皎皎河汉而涕泣;

今人,想出了把亲友的遗物或留存送入太空的主意。

就在本月(2019年6月),小火箭给出这篇散文的时候,SpaceX公司的重型猎鹰运载火箭(人类现役运载能力最强的火箭),迎来了她的第3次发射。

当地时间公元2019年6月25日凌晨2点30分00秒,北京时间14点30分00秒,一枚重型猎鹰运载火箭在航天圣地卡纳维拉尔角39A发射场点火成功,随后将美国空军的卫星和152人的骨灰送入太空。

采用芯级并联技术的重型猎鹰运载火箭,不仅仅继承了猎鹰9号系列运载火箭的第一级可重复使用能力,而且拥有了现役最强的运载能力:

近地轨道运载能力:63.8吨

地球同步转移轨道运载能力:26.71吨

火星运载能力:16.8吨

冥王星运载能力:3.51吨

在她的第一次发射中,曾经把马斯克本人的那辆红色跑车送入了奔小行星带的轨道;

在第二次发射中,以9000万美元的发射报价,把一颗6.5吨重的阿拉伯通信卫星送入了地球同步轨道。

这第三次发射,主星是美国空军的卫星,发射报价为1.65亿美元

这是美国空军兑现对商业航天产业进行大力扶植承诺的又一次发射,同时也是美国军方第一次正式购买重型猎鹰的发射服务。

从1.65亿美元的报价来看,比民营商业任务的9000万美元涨价83.3%,足见 军事任务在火箭发射订单中是利润担当角色 这句话,可不是说说而已的。

2020年,重型猎鹰将进行她的第4次发射,预计在第3季度进行。这次发射同样也被美国空军买下,而且是排除其他搭载方的买断式合同。这就意味着,这是重型猎鹰运载火箭执行的第1次绝密军事发射任务。

按小火箭目前掌握的情况,这次发射的合同价为1.2亿美元左右。

本月的发射,是重型猎鹰运载火箭第1次正式执行军事发射任务,有关发射的简史,小火箭在公号报告《小火箭讲述人类军用与商业航天发展简史》中已经提及。

另外,本着本文不聊技术,只谈诗与生命、爱与死亡的原则,本文暂不涉及这次发射的军星。

不过,重型猎鹰运载火箭的第3次发射中,的确有关于太空和归宿的载荷。

这次发射,除了以美国空军的军星为主星的24颗卫星之外,还有一些特殊的载荷:

152个人的骨灰

太空葬礼的骨灰盒规格,目前有两种,一种是1克容量的,另一种是7克容量的。

内部可以包含逝者的骨灰,另外还能镌刻亲人想要留下的话或者逝者生前自己选定的墓志铭。

这152人,有宇航员、作家、科学家和对太空有着深邃热爱的其他人。

目前,已知的镌刻内容有:

迈向星辰

和宇宙一样永恒

我,和火箭一同起飞!”

相较于重型猎鹰运载火箭的63.8吨的近地轨道运载能力,总重不到500克的载荷的确算不上什么。

但是对于选择将逝去的亲友的骨灰送入太空的人来说,他们拥有了在宁静的夜晚,仰望无垠的夜空,看着划过天际的那颗闪耀的星进行追思的机会。

在地面上,能够通过裸眼看到卫星么?

答:可以的。

自从2017年5月1日NROL-76卫星上天以来,好奇心一直驱使着小火箭对其进行深度分析。

然后,机会来了。

抬头仰望美丽而又深邃的夜空,我们能够寻找那最亮的星,也能够偶遇划过的流星和卫星。

上图就是一颗卫星划过夜空的情形。

小火箭在公号报告《小火箭讲述人类发现小行星的传奇过程》里已经提过数学王子高斯相关的计算方法了。

只不过借助小火箭计算中心的强大计算能力和我们分析数据和推算公式的一些耐心,可以做得更好一些。

通过计算,然后查找这些年来的发射记录,比对后,认定这的确是一颗人造地球卫星,而且还真是美国国侦局的。

小火箭风格:

其轨道参数为:

近地点292.1公里,

远地点894.3公里,

倾角97.71°

这是美国在1996年发射的NROL-2侦察卫星。

对于NROL-76卫星来说,可以通过类似的方法来推算其轨道参数。

也就是说,即使是绝密的侦察卫星,也能够通过轨道推算和持续观测的方式,来获得甚至是预报卫星的过顶时刻和过顶状态。

对于内含亲人骨灰的卫星来说,其轨道参数是公开的,而且卫星表面会做特殊处理,特别有利于发射太阳光。

这样,借助现代太空技术,人类终于实现了千百年来的梦想:逝去后,变为一颗星。

实际上,在2018年,已经有100个家庭选择了把亲人的骨灰送入太空。

这些家庭逝去的亲人,有一个共同点:生前对太空有着执着的热爱。

他们或从事太空相关的研究或是军人或是诗人。

他们的骨灰中的1克,被封装到上图这样的密封罐中,然后组成1U的立方星。

(U是立方星专有单位。1U,也就是1个Unit,1个单元,特指边长为10厘米的小卫星。如果是10厘米×20厘米×30厘米的立方星,则为6U立方星。小火箭注)

让逝者的一部分随运载火箭的轰鸣进入太空,或许是一种比较好的纪念方式,尤其是其本人生前就对火箭有着挚爱的时候。

上图为猎鹰9号运载火箭发射阿根廷农业卫星1A星的场景。摄于2018年10月7日。

火箭发射的美和人类灵魂的飞升的结合,是现代人类对爱与死亡的一次洗礼。

目前,太空葬礼已进入商业化试运营阶段。

进入近地轨道的费用,1克为5000美元。目前打折,为4950美元

太空葬的卫星,会围绕地球转2到25年(由初始进入轨道的参数和这期间的太阳活跃程度共同决定),然后再入稠密大气,变成一颗绚丽的流星,用尽全身力气,在世界上留下最后一瞬的壮美,同时也完成了近地轨道太空葬礼的全部过程。

这是最终的告别,同时也是尽量减少太空碎片的一种比较负责任的做法。

上图为天鹅座货运飞船完成向国际空间站的货运任务之后,再入大气层焚毁的场景。

未来,货运飞船也有可能会带上逝者金属胶囊。

不过,想要亲眼目睹这个瞬间,需要费一些工夫。这样的货运飞船通常是要坠落到南太平洋的无人海域的。详见小火箭的公号报告《神秘海域!数百个军用民用航天器的最终归宿》。

泪滴


有三样东西,

纵是那创世的众神,

哪怕是磅礴的星系,

就算是点燃新星的烈焰,

也无法与之相提并论:

恋人的凝视、

至亲的泪滴、

勇士的热血。                                           

    ——节选自 小火箭 邢强 《人类的太空归宿》


说完凝视,再说泪滴吧。

李白举杯邀明月,而如今的明月,除了那颗桂花树,还会有一些纪念碑。

花费5000美元把亲人遗骨送入太空绕地球飞行2年,但终究会坠入稠密大气而焚毁。

目前,还有另外一种选择,就是把胶囊放入月球着陆器,然后在月球着陆。

那么,这种纪念碑是能够存在亿万年的。

费用:9950美元

随着登月X大奖的实现日期日趋临近,这个设想或许是可行的。

人类留在月球上的物品已经很多了:足足有187.401吨

(人类从月球带回的月壤、月岩,总重为380.02公斤。)

回溯历史,最早的有记载的自身葬在地球之外的地方的设想,来自1926年和1931年。科幻作家琼斯给出了相应的构想。

(靠谱的硬科幻作家的设想,几乎总能实现,比如克拉克设想的地球同步轨道卫星;凡尔纳设想的从地球向月球发射飞行器。)

更早时期,帝王则怎么也掩饰不住对日月星辰的向往。

Last Reunion - 加载失败 ╥﹏╥

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公元前BC559年,居鲁士大帝统一了波斯诸部落,建立了阿契美尼德王朝。

随后,波斯灭了号称军事第一的米底帝国,灭了文化昌盛的巴比伦帝国,灭了发明铸币技术的吕底亚帝国,并准备把铁骑踏入埃及和希腊。

此时的波斯帝国,成为了横跨亚非欧大陆的大帝国。军事力量和影响力到达巅峰。30多岁的居鲁士大帝,正当壮年,励精图治。

然而,20年后,50岁的居鲁士大帝迎来了草原民族马萨革泰人的挑战。

居鲁士决定亲征。

初交战,波斯军队退却30里。

草原女王托米丽熙的儿子,大王子认为波斯军队怯战,率军劫营。

杀掉少数几个留守的波斯士兵后,大王子在占领的波斯营地中,彻夜宴饮,庆祝胜利。

然而,这是居鲁士大帝的计谋。波斯部队仅仅是诈退。

当夜,趁草原民族的王子军酒足饭饱之际,波斯军队杀将回来,全歼草原骑兵,生擒王子。

王子羞愤自杀。

草原女王托米丽熙发誓:

“我,草原上的托米丽熙,对草原的主人太阳,对草原的守护者月亮发誓:

不管波斯人多么嗜血如渴,我也会叫你们的居鲁士王把血喝饱的。”

传说,当晚,草原女王的泪滴落在弯刀上,刀竟振动不停。

公元前BC530年,佛陀开悟,大彻大悟,获得无上正等正觉。

在遥远的东方,春秋末期,五霸格局形成。战略家鬼谷子诞生。吴越争霸的战略级决战,已不可避免。

就在同时,公元前BC530年12月4日拂晓,草原女王托米丽熙带领所有族人开始对波斯进行最后的也是最为悲壮的反击。

居鲁士大帝则带领波斯军团猛攻。

双方先是用弓箭手互射,直到中午,双方已射尽所有箭矢。

按捺不住的骑兵和步兵进行了冲锋与反冲锋。

战马嘶鸣,士兵怒吼。

双方杀红了眼,战线早已纠缠不清。

成规模的战马冲击和兵团对抗很快就发展为混乱的近身肉搏。

草原女王托米丽熙挥舞弯刀,冲在最前。

三天两夜的厮杀。

第三天傍晚,残阳如血,草原上从未有过这么安静的时刻。

波斯军团竟全军覆没!

草原女王托米丽熙拖着疲惫的身躯,骑着白马,终于找到了居鲁士大帝的遗体。

他握紧战刀,还是战斗的姿态,但已闭上双眼。

托米里熙砍下居鲁士大帝的头颅,用一个盛满血的革囊装下,兑现了她让居鲁士喝饱鲜血的誓言。

草原王子的遗体,献给了草原,变为了雄鹰,日夜守望着太阳和月亮。

后来,居鲁士大帝的儿子,冈比西斯王子找回了父王的身体,葬在了高原之上。

居鲁士大帝的陵墓,古朴纯真。

矗立在茫茫高原之上,同样也是守望着日月和历代的星辰。

波斯帝国的大帝,草原民族的女王,有纷争,有鏖战,但是对日月和星辰的眷恋,是相同的。

从那之后,过了200年,马其顿的亚历山大大帝从希腊东征到此。

他在夜间见到波斯帝国的创立者居鲁士大帝古朴的陵墓,仰望星辰之后,向士兵下令:

不得毁坏居鲁士的陵墓,另派随军工匠好好修缮。

2549年过去了,日月星辰还是能够陪伴着居鲁士大帝。

开普勒90i,是一颗直径为地球1.32倍的太阳系外行星,是一颗超级地球。

她的母星开普勒90,是一颗黄矮星。

开普勒90i是由开普勒望远镜发现的有可能有类地智慧生物存在的少有几颗备选星之一,位于天龙座,是开普勒90星系的第8颗行星。

该星系到地球的距离,为2545±5光年。

这意味着什么?

答:这意味着,当居鲁士大帝和草原女王决战的时刻,在居鲁士大帝躺倒瞬间,如果他临终一瞥天空的话,这道目光,或许恰好就在今天到达开普勒90星系。

或者反过来说,在居鲁士大帝躺倒瞬间,从开普勒90星系迸发出的一道光,在此刻刚好到达地球,映照在送入太空的物体上。

浩淼的宇宙,其空间之广,让时间变得绵长而有弹性。

这让跨越2549年的两个事件有了融合的可能。

波斯帝国后来信奉琐罗亚斯德教(和拜火教有着千丝万缕的关系),那熊熊燃烧的圣火放出的光芒,也就是在今天,抵达了开普勒90星系。

如果该星系有高等智慧生命,而且他们恰好有先进的望远镜的话,此刻正在亲眼目睹大草原民族和波斯帝国的鏖战!

于是,在小火箭这里,用火箭把遗物送入太空,有了另外一层的意义:

这场轰鸣和这道光芒,是逝者向茫茫宇宙的最后一次怒吼

正如诗人托马斯所言:


不要温柔地走入那个良宵,

垂暮之人,

要去燃烧!

要去呐喊!

怒斥吧!

怒斥那光明的褪去!             

 ——原作:托马斯  翻译:邢强


火箭发射时的火焰,是人类文明发展至今,能够制造的除核武器之外的最强的火了,虽没有激光那样高的能量密度,但是其总能量是非常惊人的:

小火箭以土星5号运载火箭为例。

这枚运载火箭,起飞推力为4000吨量级,在点火之后2分钟时间内,每秒燃烧20吨燃料!

这是什么概念?

土星5号运载火箭的第一级,有2132吨燃料,在发射前8.9秒,第一级推进器点火时序开始。中央发动机首先点燃,随后4台周围发动机以300毫秒的间隔点火,以减小火箭的结构负载。

150秒后,5台强大的F-1火箭发动机把土星5号运载火箭送入6.8万米高空,速度达到9920公里/小时。

也就是说,平均1秒钟要消耗14.21吨燃料

公元1927年5月20日拂晓,查尔斯·林白驾驶圣路易斯精神号飞机,从纽约市起飞,经过33.5小时的惊险飞行,在15万人的注目下,着陆在巴黎布尔歇机场,完成了人类首次单人不着陆飞越大西洋的壮举。

这架飞机,是燃料占总重比例较高的飞机。

起飞重量2.39吨的飞机,燃料足足有450加仑。

小火箭换算过来,按航空燃料的密度,就是1704.2升。

按0.82的比重,也就是共1.363

圣路易斯精神号的最大起飞重量为2.329吨。

该机58.5%的重量为燃料。

回顾刚才说的,土星5号运载火箭,1秒燃烧14.21吨燃料。

也就是说:

土星5号火箭1秒钟消耗的燃料重量,足够人类驾驶飞机横跨大西洋10次

(当然,考虑到液氧与煤油的组合和借助空气中氧气的差别,非要较真的话飞5次也是可以的。)

据《史记·秦始皇本纪》记载,“始皇初即位,穿治郦山,及并天下,天下徒送诣七十余万人,穿三泉,下铜而致椁,宫观百官奇器怪徙藏满之。令匠作机弩矢,有所穿近者辄射之。以水银为百川江河大海,机相灌输,上具天文,下具地理。以人鱼膏为烛,度不灭者久之。”

秦始皇的陵墓中,据信有日月星辰的设计,足见我国古人也有对星辰的向往。

吴哥窟的主塔,中心是空的,顶部有洞。为了将阳光和星光直接引进来照到先王的陵寝之上,同样阐释了人类对太空的向往。

热血

低轨道的飞行,会是怎样的场景?小火箭以STS-36航天飞机的飞行为例。

STS-36的首要任务是将AFP-731绝密载荷送入预定轨道。

这个载荷有时也被称作USA-53,或者1990-019B任务。

小火箭在本文中,将其称作迷雾。符合该卫星原本的军方工程代号的中文含义。

为了把迷雾送入轨道,亚特兰蒂斯号航天飞机创造了航天飞机的2项飞行纪录:

轨道倾角最大纪录;近地点最低纪录。

迷雾卫星任务中,亚特兰蒂斯号航天飞机进行了传说中的“狗腿机动”。拼尽全力,飞出了62°的大倾角。这个倾角非常大,已经超出了航天飞机的设计使用倾角范围。按设计指标,航天飞机最大可用倾角为57°,由此可见,设计时还是留了不少余量。

为了比较,小火箭给出前一次任务的倾角:STS-32任务,倾角为28.45°;再给出后一次任务的倾角:STS-31任务,也就是发射哈勃望远镜的任务,倾角也是28.45°。

迷雾卫星任务中,亚特兰蒂斯号航天飞机的近地点只有198公里!远地点其实也只有204公里。

这是一条超低轨道(见小火箭制作的上图)。

飞行日志里,记述了宇航员们如此近距离地飞掠地球的惊喜和惊险。加勒比海波涛汹涌的海面在诉说海盗时代的智慧与勇气;南极洲的冰雪在脚下飞速掠过,竟然来不及拍下一张照片。

不过,最终还是留下了影像。

太空葬礼的逝者,也会饱览上图这样的场景。

一般来说,航天飞行器的轨道高度在300公里以上才有足够的轨道寿命。空间站运行在400公里轨道高度上,哈勃望远镜运行在559公里轨道高度上。

当高度在160公里以下时,在大气阻力摄动影响下,航天飞行器的轨道寿命只有几天时间。如果不能持续提供动力的话,很快就会坠入稠密大气焚毁。

未来的太空葬礼,建议轨道高度在300公里到380公里之间。

有哪些人勇于突破传统,长眠于太空了呢?

公元1992年,人类做了首次尝试。

吉恩·罗登伯里,成为了最早葬于太空的人类。

他或许是最适合的人了。1991年,吉恩去世;而1992年,航天飞机刚好准备尝试太空葬礼。

他是著名的系列科幻电影《星际迷航》的制作人。

上图为星际迷航剧组,企业号星际飞船的乘组为企业号航天飞机举行命名仪式的场景,摄于1976年。中间仰望天空的人,就是吉恩。

企业号星际飞船

企业号航天飞机

吉恩是十足的航空航天迷。3年警校生涯后,他发现自己的使命在天空,于是转而攻读航空工程学。

二战期间,他成为B-17轰炸机飞行员,在太平洋战场上参与对日轰炸任务。因作战勇敢和驾驶技术优秀,吉恩获飞行十字勋章。

二战结束后,他加入了鼎鼎有名的泛美航空公司,成为一名民航客机机长。

随后,他成为了洛杉矶警察局的一名警官。

在当警官期间,对天空和太空的热情,促使他开始科幻创作。

后面的故事,大家都比较清楚了,《星际迷航》成为了太空科幻文化的一大来源。

拥有航空工程学学位、开过B-17轰炸机参加过二战、作为泛美航空公司的机长,见证了人类民航业的黄金时代、创作了举世闻名的太空科幻电影,吉恩的一生,可以说和航空航天有着太密切的关系了。

但是,他有一大遗憾,就是没能进入太空看一看。

1992年10月22日,哥伦比亚号航天飞机,载着他的骨灰(密封在一个唇膏大小的金属胶囊里)进入太空!

6年后,吉恩的骨灰再入大气,化作美丽的流星,完成了人类首次太空葬礼的全过程。

(为纪念吉恩对激发全人类太空热情的贡献,第4659号小行星,被命名为吉恩·罗登伯里星,而火星上的一座火山,也以吉恩的名字命名。)

吉恩的太空葬礼,由美国国家航空航天局埋单,代表了全体太空爱好者对他的敬意。

而第一次商业化的太空葬礼,发生在1997年4月21日。

一枚飞马座空射运载火箭(详见小火箭的公号报告《空中发射运载火箭能够节省多少能量?》)把24人的骨灰胶囊送入了近地点551.2公里,远地点578.1公里的椭圆轨道上。

这24人的骨灰,在太空中待了5年零29天,或者说是1855天后,重返地球。

公元2002年5月20日💗,这24人的胶囊再入稠密大气,在澳大利亚上空变成绚丽的流星。

这24人中,有著名的研究致幻剂的心理学家和作家帝莫里(为了研究和满足好奇心,36次入狱,被称为美国最危险的人)。

第一位被埋葬在月球上的人类是舒梅克博士。

没错,就是舒梅克彗星那个舒梅克。舒梅克博士是行星科学的创始人之一,同时也是终生致力于宣传太空事业的人。有很多人,读了他的作品,从此对这个浩淼的宇宙开始充满好奇和热爱。

上图是这次月球葬礼的轨道:蓝色圆点为地球,绿色为月球轨道,紫色为奔月飞行器的轨道。

1997年7月18日,舒梅克博士去世。

十天后,他的骨灰被制成胶囊,准备进入太空。

舒梅克博士逝世当年,彗星划过天际。

1998年1月7日,雅典娜2号运载火箭点火成功,随后把月球探测器和舒梅克博士的骨灰送上月球。

随舒梅克博士的骨灰葬上月球的,还有彗星的黄铜雕像。另外,舒梅克博士的妻子卡罗琳·舒梅克是著名的天文学家。

为纪念这对伉俪的共同贡献和他们的爱情,舒梅克博士的月球墓碑上,篆刻了莎士比亚的诗歌:


Give me my Romeo!

and, when he shall die,

Take him and cut him out in little stars,

And he will make the face of heaven so fine

That all the world will be in love with night

And pay no worship to the garish sun.

这段诗歌,出自《罗密欧与朱丽叶》。

小火箭试着翻译一下:

把我的罗密欧还回来!

当他逝去。

请将他化作星辰,

他会使天空变得如此迷人。

世人会恋上夜晚,

而不再去膜拜炫目的太阳


目前,距离地球最远的人类逝者,是冥王星的发现者,汤博博士。

他的遗骨,已经搭乘新视野号探测器,飞越了冥王星,去往太阳系的边缘。

整个新视野号探测器,实际上就是汤博博士的墓碑,上面刻着:

“这里埋葬的,是冥王星的发现者、丈夫、父亲、天文学家、老师、朋友汤博博士。”

终章

从游牧民族把逝者交给草原狼和雄鹰,到农耕文明让逝者归于黄土,再到海洋文化的海葬,再到太空文明时代的太空葬,人类不再温柔地走入那个良宵。

人类,相较于浩瀚宇宙,难免显得稚嫩无比,脆弱不堪,软弱无力。但是,有三样东西,小火箭认为,纵是那创世的众神,哪怕是磅礴的星系,就算是点燃新星的烈焰,也无法与之相提并论:恋人的凝视、至亲的泪滴、勇士的热血。       

愿太空的浩瀚和诗意,能够接纳逝者的灵魂,同时能够抚慰未亡人的心灵

本文没有聊技术,谈的,只是诗与生命、爱与死亡。

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