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究竟有何顾虑? 美“史上最强”火箭首飞一再推迟

2018-10-14    来源:wap.sc115.com

号称史上最强运载火箭的美国“太空发射系统(SLS)”,首飞又被推迟。

据美国太空网报道,NASA监察长办公室10日发布报告显示,该火箭及猎户座飞船的无人首飞任务将由2019年推迟到2020年,而载人飞行任务最早要到2022年才能实施。推迟原因是预算超支,以及波音公司对核心级开发持续延误。

SLS最初计划2017年首飞,到目前已数次“跳票”。它到底强在哪,又难在哪?

美“史上最强”火箭首飞一再推迟 究竟有何顾虑?

登月探火都靠它

航天专家庞之浩介绍,作为美国新一代重型运载火箭,SLS有三种构型:SLS 1型采用五段式固体助推器,通用芯级和过渡型低温上面级,可实现70吨近地轨道运载能力和30吨月球轨道运载能力;SLS 1B型采用探索上面级替换过度型上面级,可使近地轨道运载能力达到105吨,月球轨道运载能力增至40吨。在此基础上,用先进助推器替代五段式固体助推器的SLS 2型,可实现130吨的近地轨道运载能力。

SLS的研制经历了美国小布什和奥巴马两任总统,特朗普上台后,看到了享受前人成果的希望。2017年,他签署了就任后首项航天政策指令,明确表示美国将重返月球,并最终实现载人探火。当然,这都要倚仗SLS的超强性能。

庞之浩说,特朗普很希望在任期内实现美国重返月球,甚至想让SLS首次发射就实施载人绕月任务,遭到了NASA的强烈反对。按计划,SLS首飞将运送猎户座飞船进行无人绕月探索,还将搭载13颗立方星开展科学试验,包括可对月球进行全方位扫描、探测月球水资源的“月球冰立方”卫星。

美“史上最强”火箭首飞一再推迟 究竟有何顾虑?

SLS的能力并不仅限于探月。科学家认为木卫二上有巨大的地下海洋,水量为地球的2倍之多。NASA正在考虑将SLS应用于木卫二的飞越探测任务,调查其是否适宜居住。根据不同方案,如果使用宇宙神-5(551)火箭执行该任务,需要利用金星-地球-地球重力辅助轨道,将耗时7至8年。但SLS可以在3年内直接转移至木星,返回时间也能提前,有助于更好地利用飞越任务的数据。后续,SLS还能执行木卫二着陆器任务,通过重力辅助轨道,它能送去16吨重的有效载荷。

除了运载能力,SLS还拥有惊人的载荷容积。其整流罩直径可达8.4米至10米,能容纳16米级大孔径太空望远镜。这让科学家用超高对比分光镜观测行星成为可能,以实现2013年提出的NASA天体物理路线图目标。

美“史上最强”火箭首飞一再推迟 究竟有何顾虑?

造火箭不是拼积木

实现上述种种计划的前提,是先把SLS造出来。

中国航天科工集团二院研究员杨宇光表示,SLS可以说是航天飞机的衍生产品。他说,美国航天飞机退役后,留下了许多宝贵“遗产”,SLS就用上了其中多项技术。例如,航天飞机主发动机用的是3台RS-25发动机,而SLS芯级所用4台RS-25D发动机,正是基于前者改进而来,这也是迄今为止堪称性能最高的氢氧火箭发动机。SLS的芯级直径达8.4米,基本上也继承了航天飞机外挂燃料箱的直径。此外,SLS的2个五段式固体助推器,是在航天飞机四段式固体助推器的基础上增加了一段,推力更强。

同时该火箭还借用了其他成熟技术。杨宇光说,SLS的过渡型低温上面级由德尔塔4重型火箭的低温二子级改进而来,直径5米,通过一个过渡段与芯级连接。这样的组合使它具备了将猎户座飞船直接发射到奔月轨道的能力。

虽然大量采用了“拿来主义”,但火箭研制并不能像拼积木那样即插即用。杨宇光说,对成熟技术的综合运用和改进,需要进行大量系统设计和分析计算,并开展一些大型地面试验以确保火箭的可靠性。重型火箭的整体力学条件非常复杂,地面试验也很复杂,所以尽管SLS起点高,但研制难度仍然很大。

庞之浩认为,除了技术攻关和试验需要下功夫,波音这样的公司本身效率也不高。“如今的需求不像冷战时期那样急切,所以波音公司把研制周期拖得比较长,更注重求稳。”他说。

解决技术是波音的事,NASA面对的是“烧钱”的心痛。由于经费缩减,他们早已没有当年研制土星五号、航天飞机时一掷万金的豪情。庞之浩说,SLS于2011年开始研制,之前预算约每年15亿美元,实际上基本在每年20亿美元左后,目前总耗资约100亿美元。

然而,如今研发尚未完成,而且后续火箭制造还需要高昂的成本。已经投入了这么多的NASA,未来还需咬紧牙关继续坚持。

标签: 有何 顾虑 史上 再推 火箭