第二次登月计划有点难

科技

2022-08-31 13:08

2022年8月31日发布，15分钟阅读

作者：Michael Greshko

摄影：Dan Winters

编译：安琪

美国国家航空航天局临时取消了

登月任务火箭“阿尔忒弥斯1号”的发射计划。

这并非美国重启第二次登月遇到的第一个挫折，

很可能也不是最后一个。

美国国家航空航天局肯尼迪航天中心398号发射基地雾霭渐散。经过多年筹备，“阿尔忒弥斯1号”计划所使用的“太空发射系统”火箭已准备接受一系列发射前的测试。

美国登月计划使用的火箭“太空发射系统”（SLS）原定今年8月29日发射，因发射机故障临时取消。如果NASA能迅速解决问题，SLS最快将在9月2日首飞，发射一个名为“猎户座”的新太空舱，绕月飞行6-19天后返回地球。这是美国“重返月球”计划的第一步，最快在2024年5月，将有四名宇航员乘坐阿尔忒弥斯2号完成地月往返之旅。倘若一切顺利，2025年，阿尔忒弥斯3号将再次把人类送上月球表面。

一架SLS的早期模型放置在NASA马绍尔航天中心的风洞内。

不过载人还是下一阶段的事。目前，SLS系统和猎户座太空舱需要先通过一系列测试。阿尔忒弥斯1号配备了有史以来最大的4个火箭发动机和2个固体燃料助推器。在它向太空攀升的500秒中，SLS的速度将达到2.8万千米每小时，堪称真正的“动若脱兔”。

美国犹他州一处测试设施，SLS固体火箭助推器在测试中冒出火焰和浓烟。每个助推器在发射过程中都将产生超过1600吨的推力。

为了离开地球，SLS需要克服的可不仅仅是地心引力。这一项目面临着多项巨大的挑战：数年的延误，超出预算数十亿美元的成本，来自各界的批评，还有竞争对手带来的紧迫感——民营公司可能很快就可以更低的价格发射类似的火箭。

新“箭”诞生

在NASA巨大的飞行器组装大楼内部，SLS火箭和“猎户座”太空舱已经全部组装完毕，等待包括加燃料、倒计时过程的彩排测试。

美国路易斯安那州新奥尔良不仅有著名的烤鸡翅，还有NASA的米肖（Michoud）组装基地，SLS火箭的核心就诞生于此。用一位波音工程师的话来说：“目前，要想离开地球轨道，你只能通过米肖基地。”

为保证SLS机身坚固且轻便，铝板内部被部分掏空，使用精心磨制的三角形树叶状“等格栅”结构来加强。

波音公司监督了SLS核心部分的建设过程，面板经过焊接，造成燃料箱、圆筒和其他部件，通过焊缝检查，喷洒绝缘材料，安装航空电子系统，经过无数补充调整后，成品运往佛罗里达组装。

NASA马绍尔航天中心，焊工使用一台大型机器，将组成SLS锥形级间适配器的面板连接起来。

组装庞大的火箭所需的团队中，除了焊接工人，还有各种不同的技工：引擎部分的保温毯要定制缝制，绝缘泡沫需要手工喷洒，火箭侧面用于跟踪方向和速度的标记需要手工绘制。波音工程师格尔杰杨森（Gertjejansen）说：“说到一架火箭的制造过程，你会想到火箭科学家，但他们只是制造团队中非常小的一部分。”

模拟升空

NASA马绍尔航天中心的系统集成实验室，工程师团队使用一台精密的计算机系统进行了数十万次的SLS发射模拟。

为了研究SLS的飞行表现，工程师们用计算机系统打造了一枚虚拟火箭，精确模拟发射过程。这个系统会模拟整个发射过程中作用在火箭上的力，每秒多达1万次，每20毫秒就对虚拟火箭进行相应的调整。真正的SLS还没有上天，这个系统已经进行了数十万次虚拟飞行。

问题重重

SLS的前进道路并非一帆风顺。从2004年起，美国载人航天计划经历了启动、延期、取消、重启，如今国会资助了两个不同的火箭项目，其一是与SpaceX和波音公司签订的载人登上国际空间站，另一个就是SLS登月计划。

“阿尔忒弥斯1号”猎户座太空舱指挥室中的人偶，佩戴着用于测量压力和宇宙射线的传感器。

对SLS来说，这几年可谓困难频频，米肖基地先后遭到龙卷风和飓风袭击，新冠疫情又造成了大大小小的挫折，建造过程中出现的故障和偏差也导致项目损失了不少时间和金钱。根据NASA2014年公布的预算，SLS的设计和建造预计花费91亿美元，预计2018年11月发射。而美国政府相关部门发现，SLS的成本已经上升到近118亿美元，拖延了三年多还没有上天。

2022年3月17日，登月计划“阿尔忒弥斯1号”所使用的火箭初次运出飞行器组装大楼，进行首轮测试。

更糟糕的是，SLS还不是阿尔忒弥斯计划唯一烧钱的部分。NASA监察办公室估算，从2011年到2025年，整个项目将耗资约930亿美元。批评者称，这一巨额成本是源于阿尔忒弥斯的很多建造方法和商业方案已经过时。不过支持者们坚持认为，阿尔忒弥斯的预算并不过高，这一切都是为了太空探索的未来所付出的必要代价。

登月计划

“阿尔忒弥斯1号”使用的SLS火箭，如果能克服诸多困难，这枚98米高的火箭将用于发射“猎户座”太空舱，完成新的月球探索任务。

尽管已经延期数年，完成SLS仍然需要更多的时间。与此同时，NASA还面临着竞争压力：“钢铁侠”埃隆•马斯克创立的火箭公司SpaceX在2018年首次推出了自己的重型火箭——部分可重复使用的“猎鹰”，它可以向月球发射18-22吨的载重，价格则低至9700万美元。此外SpaceX还在建造一种更大的火箭“星舰”，可以实现完全的重复使用。如果“星舰”获得成功，它将能够以前所未有的低成本发射大型有效载荷。

不过“星舰”目前还没有试飞。就目前而言，SLS还是唯一有能力将人类送上月球的火箭。对NASA火箭总工程师约翰•布莱温斯（John Blevins）来说，这个“唯一”代表着人类这个物种独特的雄心：“想想我们会怎样描述腓尼基人，或者古埃及人吧——你会用艺术、用科学、最终着眼于他们实现的探索。”关于SLS和人类的下一次太空冒险，历史将会有很多话要说。

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来源: qq

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