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NASA 最強(qiáng)火箭點(diǎn)火竟失敗

聯(lián)合千余企業(yè)研制近 10 年,美國(guó)重返月球還需何時(shí)?
2021-01-19
來(lái)源:雷鋒網(wǎng)
關(guān)鍵詞: NASA 土星5號(hào)

  1969 年 7 月 20 日,,人類第一次踏上月球,,此后阿姆斯特朗的那句”這是我個(gè)人的一小步,卻是人類邁出的一大步“廣為流傳。

  其實(shí),搭載阿姆斯特朗三人登月的火箭正是 NASA 大名鼎鼎的土星 5 號(hào) SA-506 火箭,時(shí)至今日,,它仍被稱為史上最強(qiáng)運(yùn)載火箭系統(tǒng)。

  時(shí)隔半個(gè)世紀(jì),NASA 再次將載人登月提上日程,,雄心勃勃的「阿爾特彌斯計(jì)劃」(Artemis)由此提出,。由于土星 5 號(hào)這枚「老古董」早已退役,于是聚光燈照在了另一枚火箭身上——太空發(fā)射系統(tǒng)火箭(Space Launch System,,簡(jiǎn)稱 SLS),。

  但就在上周末,這枚被寄予厚望的火箭在關(guān)鍵測(cè)試中出現(xiàn)問(wèn)題,,「阿爾特彌斯計(jì)劃」是否會(huì)因此受影響,?

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  SLS 核心級(jí)測(cè)試失敗

  當(dāng)?shù)貢r(shí)間 2021 年 1 月 16 日下午 5 時(shí) 27 分,美國(guó)密西西比州圣路易斯灣附近的斯坦尼斯航天中心 B-2 測(cè)試臺(tái),,NASA 對(duì) SLS 火箭核心級(jí)進(jìn)行了熱火測(cè)試,。

  按原先的計(jì)劃,火箭的 4 臺(tái) RS-25 發(fā)動(dòng)機(jī)將進(jìn)行 8 分鐘的全功率點(diǎn)火——這正是火箭發(fā)射后進(jìn)入太空所需的時(shí)間,。

  熱火測(cè)試的流程包括裝載 73.3 萬(wàn)磅的液氧和液氫,、倒計(jì)時(shí)、點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī),。值得一提的是,,測(cè)試中,高度為 212 英尺(64.6 米)的核心級(jí)在測(cè)試臺(tái)上產(chǎn)生了 160 萬(wàn)磅推力,。

  意外的是,,發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)后 1 分鐘多一點(diǎn)的時(shí)候突然關(guān)機(jī),點(diǎn)火測(cè)試提前結(jié)束,,其團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行評(píng)估,。

  NASA 局長(zhǎng) Jim Bridenstine 表示:

  這是我們向前邁出的重要一步,確保 SLS 火箭核心級(jí)為「阿爾特彌斯計(jì)劃」的任務(wù)做好準(zhǔn)備,,最終實(shí)現(xiàn)載人登月,。盡管發(fā)動(dòng)機(jī)最終沒(méi)有持續(xù) 8 分鐘點(diǎn)火,但 SLS 團(tuán)隊(duì)成功完成了倒計(jì)時(shí)和點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的步驟,,并獲得了有價(jià)值的數(shù)據(jù),。

  據(jù) NASA 的官方新聞稿,此次測(cè)試是美國(guó)「阿爾特彌斯計(jì)劃」”初試“(Green Run)系列的最后一項(xiàng)測(cè)試,。

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  2020 年 1 月,,SLS 芯級(jí)”初試“(Green Run)系列測(cè)試正式開啟,。

  當(dāng)時(shí),,核心級(jí)已在位于美國(guó)新奧爾良的米丘德(Michoud)組裝設(shè)施完成組裝并交付,隨后被安裝在斯坦尼斯航天中心 B-2 測(cè)試臺(tái)上,。

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  這一系列測(cè)試的第一項(xiàng)剛剛完成,,疫情開始大范圍肆虐,3 月份團(tuán)隊(duì)決定先暫時(shí)擱置原先的計(jì)劃。2020 年 5 月起,,這一系列逐步恢復(fù),,SLS 團(tuán)隊(duì)陸陸續(xù)續(xù)完成了其余幾項(xiàng)測(cè)試,但在這一過(guò)程中也受到了墨西哥灣沿岸的熱帶風(fēng)暴,、颶風(fēng)影響,,進(jìn)展并不似預(yù)期中的那么順利。

  不難理解,,每一項(xiàng)測(cè)試都建立在前一次測(cè)試的基礎(chǔ)上,,復(fù)雜性是在不斷增加的,直到最后點(diǎn)燃四臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),,進(jìn)行熱火測(cè)試,。

  如今第八項(xiàng)測(cè)試結(jié)束,不過(guò)是以失敗告終,。下一步,,除了分析相關(guān)數(shù)據(jù),SLS 團(tuán)隊(duì)將要依次檢查核心級(jí)和四個(gè) RS-25 發(fā)動(dòng)機(jī),,從而確定下一步該如何走,。

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  NASA 最強(qiáng)火箭能否不負(fù)眾望?

  號(hào)稱史上最強(qiáng)運(yùn)載火箭系統(tǒng)的 SLS,,有何過(guò)人之處,?

  實(shí)際上,它是一種從美國(guó)航天飛機(jī)演變而來(lái)的超重型運(yùn)載火箭,,在地位上,,SLS 不同于 NASA 外包給 SpaceX 等眾多商業(yè)公司的太空項(xiàng)目中所用到的火箭,它由美國(guó)國(guó)家航空暨太空總署設(shè)計(jì),,可以說(shuō)是有著 NASA 的”純正血統(tǒng)“,。

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  在美國(guó)航天飛機(jī)時(shí)代,挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī),、哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)都發(fā)生過(guò)災(zāi)難,,共 14 名宇航員罹難。

  在此背景下,,NASA 一方面把研制往返國(guó)際空間站飛船的重任承包給商業(yè)航天公司,,另一方面經(jīng)過(guò)分析,NASA 認(rèn)為如果采用普通串并混合式火箭發(fā)射系統(tǒng),,兩次災(zāi)難都可避免,,研制一種更為可靠的運(yùn)輸系統(tǒng),也是一定要推進(jìn)的事情,,因?yàn)槌藝?guó)際空間站,,NASA 還有一個(gè)重要的目標(biāo)——再次實(shí)現(xiàn)載人登月,。

  為此,SLS 的研發(fā)被提上日程,。2011 年立項(xiàng),,9 月其設(shè)計(jì)被最初確定下來(lái)。

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  2015 年,,SLS 助推器的試射任務(wù)順利完成,,7 月,SLS 設(shè)計(jì)方案完成并進(jìn)入評(píng)估階段,,準(zhǔn)備實(shí)施火箭的全尺寸建造,。終于在 2019 年,SLS 建造完成,。

  其實(shí),,有兩個(gè)字貫穿著火箭的整個(gè)設(shè)計(jì)、建造,、測(cè)試過(guò)程:成本,。

  NASA 預(yù)計(jì),SLS 預(yù)計(jì)花費(fèi) 180 億美元開發(fā)(100 億美元用于其本身,、20 億美元改建發(fā)射臺(tái)及肯尼迪航天中心,、60 億美元用于獵戶座載人艙組的研究、制作),,據(jù)說(shuō) 2012-2017 年 NASA 每年撥出 30 億美元預(yù)算,。加上火箭的制造成本,前期總投入估計(jì)將達(dá) 360 億美元,,發(fā)射費(fèi)用也在 10 億左右(SLS 不可重復(fù)使用),。

  據(jù)悉,SLS 的龐大工程背后是 NASA 全部門和 1000 多家美國(guó)公司的支持,,其中SLS 核心級(jí)的主承包商正是有著百年歷史的波音公司,。

  所有這一切努力,為的是打造 NASA 體積最大,、動(dòng)力最強(qiáng)的火箭:

  核心發(fā)動(dòng)機(jī):RS-25,,即航天飛機(jī)的液氫液氧主發(fā)動(dòng)機(jī);

  固體燃料助推器:航天飛機(jī)助推器的升級(jí)版本,;

  高度:98 米(載人版本),、122 米(貨艙版本);

  質(zhì)量:2497 噸(載人版本),、2951 噸(貨艙版本),;

  近地軌道有效載荷:70 噸(載人版本)、130 噸(貨艙版本),;

  最終運(yùn)載能力可達(dá)到 165 噸,,可向月球運(yùn)送最高 27 噸的有效載荷。

  斯坦尼斯航天中心主任 Rick Gilbrech 曾說(shuō)過(guò):

  當(dāng)年,,斯坦尼斯是土星 5 號(hào)第一,、第二級(jí)火箭推進(jìn)設(shè)施的首要測(cè)試地點(diǎn)。自上世紀(jì) 60 年代土星 5 號(hào)火箭測(cè)試以來(lái),,斯坦尼斯還從未見過(guò)如此強(qiáng)大的能量,。

  1967-1973 年,NASA 共發(fā)射了 13 枚土星 5 號(hào)運(yùn)載火箭,,保持著堪稱完美的發(fā)射記錄,,但考慮到性價(jià)比,土星 5 號(hào)退役,。

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  自 NASA 1972 年最后一次阿波羅任務(wù)以來(lái),,美國(guó)再也沒(méi)能在月球上著陸。2019 年 7 月 20 日,,即阿姆斯特朗登月 50 周年當(dāng)天,,NASA 公布了雄心勃勃的「阿爾特彌斯計(jì)劃」。

  這一工程包括 3 個(gè)階段,,其第一階段則是發(fā)射搭載 SLS 重型火箭的”獵戶座“飛船,,它將在為期 3 周的繞月無(wú)人飛行后返回地球。

  在 SLS 核心級(jí)熱火測(cè)試之前,,NASA 曾表示 2021 年 11 月將完成「阿爾特彌斯計(jì)劃」第一階段任務(wù),。

  而萬(wàn)眾期待的測(cè)試失利,被譽(yù)為是土星 5 號(hào)繼任者的 SLS,,又能否不負(fù)眾望,?

  

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