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联合千余企业研制近10年,NASA [复制链接]

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土星5号早已退役,聚光灯照在了太空发射系统火箭身上。”

作者

付静

年7月20日,人类第一次踏上月球,此后阿姆斯特朗的那句“这是我个人的一小步,却是人类迈出的一大步”广为流传。

其实,搭载阿姆斯特朗三人登月的火箭正是NASA大名鼎鼎的土星5号SA-火箭,时至今日,它仍被称为史上最强运载火箭系统。

时隔半个世纪,NASA再次将载人登月提上日程,雄心勃勃的「阿尔特弥斯计划」(Artmis)由此提出。由于土星5号这枚「老古董」早已退役,于是聚光灯照在了另一枚火箭身上——太空发射系统火箭(SpacLaunchSystm,简称SLS)。

但就在上周末,这枚被寄予厚望的火箭在关键测试中出现问题,「阿尔特弥斯计划」是否会因此受影响?

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SLS核心级测试失败

当地时间年1月16日下午5时27分,美国密西西比州圣路易斯湾附近的斯坦尼斯航天中心B-2测试台,NASA对SLS火箭核心级进行了热火测试。

按原先的计划,火箭的4台RS-25发动机将进行8分钟的全功率点火——这正是火箭发射后进入太空所需的时间。

热火测试的流程包括装载73.3万磅的液氧和液氢、倒计时、点燃发动机。值得一提的是,测试中,高度为英尺(64.6米)的核心级在测试台上产生了万磅推力。

意外的是,发动机在启动后1分钟多一点的时候突然关机,点火测试提前结束,其团队正在进行评估。

NASA局长JimBridnstin表示:

这是我们向前迈出的重要一步,确保SLS火箭核心级为「阿尔特弥斯计划」的任务做好准备,最终实现载人登月。尽管发动机最终没有持续8分钟点火,但SLS团队成功完成了倒计时和点燃发动机的步骤,并获得了有价值的数据。

据NASA的官方新闻稿,此次测试是美国「阿尔特弥斯计划」“初试”(GrnRun)系列的最后一项测试。

年1月,SLS芯级“初试”(GrnRun)系列测试正式开启。

当时,核心级已在位于美国新奥尔良的米丘德(Michoud)组装设施完成组装并交付,随后被安装在斯坦尼斯航天中心B-2测试台上。

这一系列测试的第一项刚刚完成,疫情开始大范围肆虐,3月份团队决定先暂时搁置原先的计划。年5月起,这一系列逐步恢复,SLS团队陆陆续续完成了其余几项测试,但在这一过程中也受到了墨西哥湾沿岸的热带风暴、飓风影响,进展并不似预期中的那么顺利。

不难理解,每一项测试都建立在前一次测试的基础上,复杂性是在不断增加的,直到最后点燃四台发动机,进行热火测试。

如今第八项测试结束,不过是以失败告终。下一步,除了分析相关数据,SLS团队将要依次检查核心级和四个RS-25发动机,从而确定下一步该如何走。

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NASA最强火箭能否不负众望?

号称史上最强运载火箭系统的SLS,有何过人之处?

实际上,它是一种从美国航天飞机演变而来的超重型运载火箭  ,在地位上,SLS不同于NASA外包给SpacX等众多商业公司的太空项目中所用到的火箭,它由美国国家航空暨太空总署设计,可以说是有着NASA的“纯正血统”。

在美国航天飞机时代,挑战者号航天飞机、哥伦比亚号航天飞机都发生过灾难,共14名宇航员罹难。

在此背景下,NASA一方面把研制往返国际空间站飞船的重任承包给商业航天公司,另一方面经过分析,NASA认为如果采用普通串并混合式火箭发射系统,两次灾难都可避免,研制一种更为可靠的运输系统,也是一定要推进的事情,因为除了国际空间站,NASA还有一个重要的目标——再次实现载人登月。

为此,SLS的研发被提上日程。年立项,9月其设计被最初确定下来。

年,SLS助推器的试射任务顺利完成,7月,SLS设计方案完成并进入评估阶段,准备实施火箭的全尺寸建造。终于在年,SLS建造完成。

其实,有两个字贯穿着火箭的整个设计、建造、测试过程:成本。

NASA预计,SLS预计花费亿美元开发(亿美元用于其本身、20亿美元改建发射台及肯尼迪航天中心、60亿美元用于猎户座载人舱组的研究、制作),据说-年NASA每年拨出30亿美元预算。加上火箭的制造成本,前期总投入估计将达亿美元,发射费用也在10亿左右(SLS不可重复使用)。

据悉,SLS的庞大工程背后是NASA全部门和0多家美国公司的支持,其中SLS核心级的主承包商正是有着百年历史的波音公司。

所有这一切努力,为的是打造NASA体积最大、动力最强的火箭:

核心发动机:RS-25,即航天飞机的液氢液氧主发动机;

固体燃料助推器:航天飞机助推器的升级版本;

高度:98米(载人版本)、米(货舱版本);

质量:吨(载人版本)、吨(货舱版本);

近地轨道有效载荷:70吨(载人版本)、吨(货舱版本);

最终运载能力可达到吨,可向月球运送最高27吨的有效载荷。

斯坦尼斯航天中心主任RickGilbrch曾说过:

当年,斯坦尼斯是土星5号第一、第二级火箭推进设施的首要测试地点。自上世纪60年代土星5号火箭测试以来,斯坦尼斯还从未见过如此强大的能量。

-年,NASA共发射了13枚土星5号运载火箭,保持着堪称完美的发射记录,但考虑到性价比,土星5号退役。

自NASA年最后一次阿波罗任务以来,美国再也没能在月球上着陆。年7月20日,即阿姆斯特朗登月50周年当天,NASA公布了雄心勃勃的「阿尔特弥斯计划」。

这一工程包括3个阶段,其第一阶段则是发射搭载SLS重型火箭的“猎户座”飞船,它将在为期3周的绕月无人飞行后返回地球。

在SLS核心级热火测试之前,NASA曾表示年11月将完成「阿尔特弥斯计划」第一阶段任务。

而万众期待的测试失利,被誉为是土星5号继任者的SLS,又能否不负众望?

引用来源:

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