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NASA获批研制新型重型大推力火箭

NASA批准了SLS火箭的研制计划,这种重型大推力火箭将有能力把人送往近地小行星,甚至送上火星。图片来源:spaceflightnow.com

8月27日,经过一轮细致入微的工程及成本分析,美国航空航天局(NASA)的管理层正式批准研制太空发射系统(SLS)重型运载火箭。这将是有史以来人类尝试建造的最大威力火箭,也将在NASA的长期规划中承担关键角色——把宇航员送上邻近的小行星,并最终送往火星。

从2014年2月到2018年11月火箭的首次试飞,SLS开发计划预计投入70亿美元的资金。SLS的第一次试飞,将搭载一艘无人的猎户座多用途载人飞船(MPCV),升空执行一项为期3周的试验任务,飞到月球以外,然后再返回地球,溅落到海洋之中。

既定的首飞日期,比NASA之前第一次提出SLS飞行计划表上的日期推迟了一年。不过,NASA表示,该计划的支出和发射日期是根据一项细致的分析而定的,考虑了大量的变数,包括可能会遇到没有预见到的工程难题。

把所有这些因素全部考虑在内,再加上一个独立审查委员会的意见,计算机分析显示,NASA在2018年11月按时完成SLS火箭首飞的可能性为70%。

“如果我们什么事情都不做,我们基本上有70%的机会能够赶在那个日期发射,”NASA负责空间任务运营的副局长比尔·格斯登美尔(Bill Gerstenmaier)说,“我们的目的是要着眼于那些问题,看我们能够做些什么来搞定它们。”

SLS火箭的第一个版本,由4台遗留下来的航天飞机主发动机和两台升级过的航天飞机固体燃料助推器推动,有能力将重达70吨的载荷送上近太空,发射时将产生3810吨的推力——要比始终保持着世界最强火箭头衔的土星5号火箭还多出10%。这样的一枚火箭,按照现在的标准来看,绝对是庞然大物——起飞重量将达到2500吨,箭身将高达97.8米。

SLS火箭还有更强大的版本,借助先进的捆绑式助推火箭和更高能的火箭上面级,SLS将有能力产生4170吨的推力,将130吨载荷送上近太空。这种火箭的起飞重量将达到2950吨,身高达到117米。

SLS火箭有不同的版本,最小的是首次试飞的运载能力70吨的火箭,最大的运载能力可达130吨,最终将有能力将人类送往火星。图片来源:wikipedia.org

“我们要建造一系列火箭,不只是一枚,记住这一点也很重要。”NASA副局长罗伯特·莱特富特(Robert Lightfoot)说,“对于我们来说,这相当于是启动了一种生产模式,我们将在这种模式下研制将人类送到近地轨道以外所需的火箭——从首次试飞的70吨火箭起步,最终到能够把人类送上火星的130吨火箭。”

尽管远景宏大,但就今天而言,NASA的项目预算其实只涵盖了3次试飞:今年12月不载人的猎户座飞船将搭乘一枚德尔塔4型火箭发射升空;2018年11月首枚SLS运载火箭试射,以及2021年前后的首次载人SLS试飞。

对于深空探测任务来说,虽然这些火箭被认为是必不可少的关键一环,但那些拟议中的深空探测任务,比如载人造访小行星和最终前往火星,目前都没有获得任何资金批准,甚至都还没有进行过细致的规划。

批评者质疑,新火箭的发射利用率太低,差不多每2年才发射一次。还有人质疑,为什么在最终任务所需的技术要求都还没有明确的时候,就先来设计这些昂贵的重型大推力火箭。

但NASA的管理层表示,人类想要前往任何深空天体,重型大推力火箭都是必需的。他们相信,长期来看,研制火箭的项目一定是划算的。

2018年SLS火箭的首次发射,被称为探索任务1号,会将一艘无人的猎户座飞船送入月球以外的一条稳定轨道,然后将它送回地球,以用作载人飞行之前的一次预演,来展示SLS火箭和猎户座飞船再入及着陆的整体系统性能。

SLS火箭的第二次发射,即探索任务2号,会把一艘载有4名宇航员的猎户座飞船送到近地轨道以外,这将是阿波罗登月计划以来首次有人类飞出近地轨道。

猎户座飞船是NASA群星计划的产物,将用于未来载人的深空探测任务。将这样的飞船运送到小行星甚至火星,就必须使用SLS重型火箭来发射。图片来源:wikipedia.org

NASA目前的载人太空探索路线图,源自于2003年哥伦比亚号航天飞机的失事。

哥伦比亚号航天飞机失事后,时任美国总统小布什随即责令NASA,在当时的未来10年内完成国际空间站的建造,随后退役所有的航天飞机,转而专注于新型火箭和飞船的设计建造,以便在21世纪20年代初能够让美国人重返月球。在月球南极建立基地的设想也被提出,作为最终飞往火星的一块踏脚石。

不过,后来的美国总统奥巴马认为,NASA重返月球的群星计划预算超支且无以为继,随即下令取消了这一计划,并对美国的载人航天路线图进行了大幅度改造,提出了两种互补的方案。

对于运送宇航员往返近地轨道和国际空间站的例行发射,NASA受命要在商业基础上鼓励一家或多家公司来研制和运营太空“出租车”。SpaceX公司的猎鹰9号火箭就是这一计划的产物。NASA计划在2017年底完成首次商业合作的载人航天发射。

与此同时,NASA还受命规划长距离的空间探测任务,使用他们自己的飞船,在21世纪20年代中期造访一颗小行星,并在21世纪30年代中期至少环绕火星完成一次载人轨道飞行。最近,NASA确定了一项小行星回收任务,先用无人飞船将一小块太空岩石拖到月球附近,然后派出宇航员进行现场考察研究。

NASA从群星计划中保留了猎户座飞船,用于未来的深空探测,但管理层一开始并未同意设计新的重型大推力火箭。如今,NASA终于获得了批准,能够开始设计建造新的火箭了。

或许,人类的火星之路,就从现在开始起步了。(编辑: Steed)

The End

发布于2014-08-29, 本文版权属于果壳网( guokr.com),禁止转载。如有需要,请 联系果壳。

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