太空发射系统(美国“最强”的登月火箭成功发射,它有多强?花了多少钱?)
2023-04-25 富美财经 浏览量:次
美国东部时间2023年11月16日1时47分,全球最强大的登月火箭“阿尔忒弥斯 1 号”从佛罗里达州肯尼迪航天中心39B发射台起飞。
尽管在发射之前再一次经历燃料阀门泄漏和地面系统软件故障,但经过紧急故障排除,最终有惊无险,火箭顺利点火升空,“鸽子王”终于起飞了。
2010年,眼见着航天飞机越来越难以为继,为了满足航天飞机2011年退役之后美国载人航天和大质量货物发射需求,美国国会通过NASA授权法案,要求NASA利用航天飞机和战神一号火箭已有的技术、硬件和团队开发一款新的运载工具,以期在2016年12月31日前将大于130吨的载荷送入近地轨道,同时能将宇航员送到近地轨道以外,以探索更遥远的深空。
2011年,NASA宣布开发太空发射系统和猎户座载人飞船,以满足国会授权法案规定的目标,太空发射系统是一款“重型运载火箭”,火箭的早期飞行将利用航天飞机的发动机、固体火箭推进器和其它硬件,应能发射70~100吨有效载荷,之后运载能力将提升到130吨,从数据上看,SLS的最终版本将比土星五号更优秀,成为人类历史上最强大的超重型火箭;猎户座飞船是一款多用途载人飞船(MPCV),由洛克希德马丁公司研发,其加压容积达690立方英尺(19.5m3),可居住空间为316立方英尺(9m3),能支持4名宇航员在轨生存21天,并且比航天飞机安全10倍。
NASA在研制太空发射系统的过程中部分采用了航天飞机的技术和零部件,其一、二级火箭的颜色类似航天飞机燃料储箱、固体火箭助推器与航天飞机使用的助推器近似,SLS的4台一级火箭发动机是从航天飞机上拆卸下来的RS-25D液氢液氧发动机,因此可以说太空发射系统是一种“衍生于航天飞机的”运载火箭。它主要为载人登月和星际探索任务研发,设计近地轨道运载能力为95吨,按照美国NASA的分类,符合“近地轨道有效载荷大于50吨”的标准,属于超重型运载火箭。
太空发射系统自2011年开始研制,计划首次发射时间不晚于2016年12月31日,然而火箭发射因各种原因被推迟了近30次,时间长达6年,最新的发射时间被定为2023年11月16日。因多次“放鸽子”,被网友戏称为“鸽子王”。
尽管大部分的技术是现成的,连芯一级安装的4台RS-25氢氧火箭发动机都是从退役航天飞机上拆卸下来“发挥余热”,但鸽子王可没少花钱。自2011至2023财年,NASA为太空发射系统的研制总共拨款达238亿美元(这还不算猎户座飞船花掉的204亿美元),为了配套火箭发射的地面系统设施(EGS)另外投入约57亿美元,考虑到通胀因素,SLS的实际花费数字更加庞大。NASA表示仅“阿尔忒弥斯 1 号”的开发成本就比最初计划的要高出42.5%。
当然这么多钱并没有全丢进水里,NASA打造出的芯一级火箭推力超过1000吨,两个固体火箭助推器贡献推力3266吨,把2600吨重的巨型火箭推到近地轨道绰绰有余。加上德尔塔IV型火箭11.2吨推力的上面级,使得“阿尔忒弥斯 1 号”能轻松将猎户座飞船送到环月轨道。
SLS的成功发射,预示着美国“再次登月”迈出了第一步,但距离美国宇航员踏足月球还有很长的一段路要走。猎户座飞船并不能在月球表面着陆,所以NASA还需要设计、制造新的月球表面着陆器和上升器。美国新一代月球宇航服经过多次延宕,2023年NASA重新指定承包商研发制造,目前还不知道2030年前能不能拿出可供使用的宇航服来。
不管怎么样,能迈出第一步,总比放烟花要好。
参考资料:
1、NASA:《太空发射系统参考指南》
2、Space:“美国宇航局使用其有史以来最强大的火箭发射阿尔忒弥斯 1 号月球任务”
3、planetary.org :“太空发射系统和猎户座的成本”
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