被美國航空航天局(NASA)稱為有史以來最強大的火箭之一的美國“太空發射系統(SLS)”重型火箭,在推遲發射十余次之后,終于在北京時間11月16日迎來了首飛的歷史時刻。這款承載著美國重返月球夢想的超級火箭“能走多遠”,將決定著美國重返月球計劃“能走多遠”。
火箭有32層樓高
多家美國媒體現場直播了SLS火箭在美國肯尼迪航天中心的首次發射,并不無感慨地回顧說,距離此前用于載人登月的“土星五號”重型火箭于1967年11月9日的首飛,已經過去了55年。事實上,為了重返月球,美國很早就開始研制新一代重型火箭,因為重型火箭是發射載人登月飛船或載人登火星飛船的必備利器。所謂重型火箭是指火箭起飛推力在3000噸上下、近地軌道運載能力在100噸左右的運載火箭。
NASA官網發布的數據顯示,此次發射的SLS火箭高達98.3米,相當于32層樓房的高度。該型火箭采用二級半構型設計,一子級配置4臺單臺推力約189噸的RS-25氫氧發動機,二子級則配置1臺RL10B-2氫氧發動機,真空推力約11.2噸。此外,該型火箭還有兩枚3.7米直徑的5分段固體火箭助推器,單枚助推器的起飛推力約1498噸,工作時間約為126秒。
“阿爾忒彌斯1號”飛行路線圖
16日點火升空的SLS火箭整箭的起飛重量達到2603噸,起飛推力約3752噸,這些數據超過了美國上世紀六七十年代用于“阿波羅”登月計劃的“土星五號”重型運載火箭,后者的起飛推力達3408噸。NASA在其官網也不吝贊美之詞,稱SLS是“世界上最強大的運載火箭”。但該火箭的近地軌道運力約95噸,地月轉移軌道的運力約27噸,這兩項指標卻要遜于“土星五號”火箭近地軌道118噸、地月轉移軌道45噸的運力數據。
飽受“拖延癥”困擾
美國此前已實現載人登月,此次的重返月球計劃沿襲了許多美國此前成熟的航天技術,整體方案趨于保守。而美國不惜花大力氣重返月球,意圖之一就是再次證明自身在太空中的領先地位。SLS不僅采用了大量航天飛機技術,還借鑒了原計劃用于“星座計劃”、現已下馬的“戰神5號”重型運載火箭的設計思路,并采取“兩步走”發展模式。SLS重型運載火箭分兩個型號,分別是初始構型Block 1型和改進后構型Block 2型,16日首次發射的SLS火箭就是初始構型。
按照NASA的最初計劃,由于采用了大量現有技術,初始構型的SLS研制僅需100億美元外加發射場改造20億美元,可以在2017年實現載人火箭的首飛。這樣既降低了初期研制成本,又能滿足研制進度要求。不過該項目進展出現嚴重拖延,不但在2017年首飛成為泡影,而且費用也暴漲到200億美元以上。更讓人揪心的是,SLS火箭故障不斷,今年以來,它數次被送上發射臺,但因為傳感器故障、燃料泄漏及颶風逼近等原因被迫中斷發射程序。甚至16日的發射任務也狀況百出,在發射倒計時兩小時內,SLS火箭還因氫閥泄漏而暫停加注,后經任務團隊前往發射臺擰緊補加閥的密封螺母才排除故障。為這次發射提供測控支持的美軍太空軍東部靶場,在關鍵時刻還因以太網交換機故障導致遙測雷達數據丟失,后經工程師們一個多小時的搶修才得以修復。
盡管經歷了重重困難,但伴隨著SLS火箭的升空,美國媒體仍稱贊它將開啟美國航天新時代。NASA官網介紹SLS執行的這次“阿爾忒彌斯1號”任務時表示,SLS Block 1型將把不載人的“獵戶座”載人飛船送到約3700公里的軌道高度,然后“獵戶座”飛船將與火箭上面級箭體分離,點燃推進器繼續前往月球,環繞月球6-19天后返回地球。
而此次無人繞月飛行的“阿爾忒彌斯1號”任務也只是美國重返月球“三部曲”中的第一步,按照NASA此前公布的計劃,美國計劃最早于2024年開展“阿爾忒彌斯2號”載人繞月飛行任務,并爭取在2025年讓“阿爾忒彌斯3號”真正實現載人登月。
同時,由于國際空間站計劃于2024年退役,NASA還計劃加大對SLS火箭的研制投入,以便在2030年讓改進后構型的SLS火箭Block 2型問世,它的運載能力達到130噸,將在2035年執行載人登火星任務。
美國未來登月道路不平坦
美國為何在通過“阿波羅”計劃實現載人登月約50年后還要花費如此大的財力和人力,“復刻”此前所獲得的成功?航天科普專家錢航分析稱,上個世紀六七十年代,美國推動的“阿波羅”載人登月計劃完全是希望在美蘇太空爭霸中能獲得領先地位。但隨著美蘇太空爭霸落幕,美國對探月的狂熱逐漸冷卻。而現在美國再次提出登月計劃,對外宣稱最終目標是在月球建立基地,進一步深空探索,“從技術發展的路徑上而言,這可能也是為將來登陸火星做準備。”
錢航認為,美國此番歷經波折也要重返月球,意在借重返月球再次證明自身在太空中的領先地位。此外,航天事業一向是科技工業領域的戰略性先導產業,在美國經濟萎靡不振的大環境下,通過重大工程也可以帶動其他產業高速發展,探索新型科研生產模式,帶來科學和技術的革命。錢航稱,“就像50年前‘阿波羅’計劃激勵了一代人一樣,美國政府希望重返月球也能點燃美國舉國上下對探索太空的熱情,乃至激發美國民眾的愛國情感。”
然而此番SLS Block 1型的發射成功也不一定意味著美國重返月球計劃將是一片坦途。錢航表示,雖然美國有在上世紀成功登月的經驗,但那是在美蘇爭霸的背景下進行的。現在再次登月,并不代表每次都能成功。錢航表示,此前NASA已多次推遲重返月球的計劃,這都是意料之中的現象,“因為現如今的美國面臨著技術和資金上的雙重阻礙。”
航天技術專家黃志澄也認為,美國發展載人航天工程已有60余年的歷史,但這些工程總是難以持續,這當中有一個重要原因就是開銷太大。此外,美國國內也一直存在著重返月球還是登陸火星的爭議,這些也為美國重返月球計劃的未來增加了不確定性。
(來源:環球時報)