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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?

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。

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。

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。

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)”。

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)。

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。

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」。