揭开NASA新月球火箭-“太空发射系统SLS”的神秘面纱

继承航天飞机零件而诞生的,以月球和火星为目标的巨大火箭

美国国家航空航天局(NASA)在1969年实现了人类历史上首次载人登月。这一年的7月16日,承载着3名宇航员的巨大的“土星V号”火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心起飞。4天后,尼尔·阿姆斯特朗巴兹·奥尔德林在月球上迈出了一大步。

揭开NASA新月球火箭——“太空发射系统SLS”的神秘面纱

图片:运往发射设施的SLS

53年后的2022年3月18日——。在肯尼迪航天中心,NASA开发的新的巨大火箭出现了。它的名字叫“太空发射系统(SLS)”。这是一种火箭,目标是时隔半个世纪的载人月球探测,以及人类历史上首次的载人火星探测。

巨型火箭SLS

太空发射系统(SLS)是以载人月球和火星探测为目标,NASA和波音公司正在开发的火箭。

目前,NASA正在推进自阿波罗计划以来的载人探月计划“artemis(阿尔忒弥斯计划)”,并计划在2030年进行载人火星探测。而且,为了实现这两方面,还计划建设绕月载人据点“Gateway”。

揭开NASA新月球火箭——“太空发射系统SLS”的神秘面纱

在上述计划中,SLS是负责发射搭载宇航员的“猎户座”宇宙飞船Gateway的各模块的重要火箭。

全长98米,直径8.4米,相当于30层建筑的巨大火箭,具有向地球低轨道发射95吨,向月球发射27吨的能力。这是一种让曾经在阿波罗计划中将人类送上月球的“土星V号”在现代复活的火箭。

但是,其结构与“土星V号”大不相同。SLS的机体和火箭发动机等,为了削减开发成本和时间,最大限度地利用了航天飞机的遗产。

揭开NASA新月球火箭——“太空发射系统SLS”的神秘面纱

SLS为2级,相当于第1级的核心级油箱几乎使用了航天飞机的外部油箱(ET)。发动机也配备了4台曾作为航天飞机主发动机使用的“RS-25(SSME)”

在核心阶段的两侧配备了固体火箭助推器,这也是航天飞机的SRB的补充和延长版。

另外,虽然目前只是被称为“Block 1(模块1)”的初期形态,但未来有计划通过改进助推器和第二级来逐步提高发射能力。

揭开NASA新月球火箭——“太空发射系统SLS”的神秘面纱

2004年,时任美国总统布什宣布的新太空政策“太空探索愿景”,该愿景规定了利用航天飞机的遗产开发新的载人月球火箭,由此“航空航天”被列入美国宇航局的“星座计划”。名为“Airlies I”和“Airlies V”的火箭已经开始研制。但是,由于开发严重延迟,后来被下一任美国总统奥巴马改变,目的地从月球改为小行星。于是火箭的设计也被重新修改,重新开发了SLS

之后,美国总统特朗普再次提出以月球为目标的方针,NASA据此启动了阿尔忒弥斯计划。拜登政府也继承了这一计划,并延续至今。

在奥巴马政府时期,SLS原本计划在2017年进行无人飞行试验,但由于预算、开发和试验问题,以及新冠和飓风造成的设施受损等各种原因,一再延迟,不过这次终于完成了。

下一关是发射预演

揭开NASA新月球火箭——“太空发射系统SLS”的神秘面纱

在位于佛罗里达州的NASA肯尼迪航天中心组装的SLS 1号机被放置在移动式发射台上,于北京时间3月18日5时47分从VAB(Vehicle Assembly Building,组装楼)出发。

SLS的前端已经搭载了无人的“猎户座”宇宙飞船和可以互相配合的超小型卫星等。

发射台和火箭缓缓移动,在9小时28分后的18日17时15分抵达了距离VAB6.4公里的该中心39b发射设施。

对于SLS来说,下一关是被称为“wet dress rehearsal”的测试。这和实际发射一样,是向火箭贮箱中放入推进剂、倒计时、发射延期或中断时的应对方案,确认准备工作和步骤的预演。

揭开NASA新月球火箭——“太空发射系统SLS”的神秘面纱

今后,首先要确认SLS和其前端搭载的猎户座宇宙飞船,以及地面系统,然后实施预演。目前该预演预定于美国当地时间4月3日举行。

NASA负责宇宙探索系统开发的副局长汤姆·惠特梅耶尔说:“SLS从组装舱露面,对该火箭和宇宙飞船来说是一个标志性的时刻,也是NASA重要的里程碑。”

“像这样第一次站在发射点上,我们就可以启动火箭系统,进行发射倒计时的预习,在火箭上填充推进剂,可以做好向月球发射猎户号宇宙飞船的准备”。

如果预演顺利完成,SLS就会暂时返回VAB(组装楼)。然后,进行预演时使用的传感器的卸载、电池的再充电、物资的装载以及最终确认等,进入发射状态。

阿尔忒弥斯计划

揭开NASA新月球火箭——“太空发射系统SLS”的神秘面纱

SLS的1号机飞行任务被称为“artemis I(阿尔忒弥斯 I)”。

在这次artemis I任务中,利用SLS发射了无人的猎户座飞船,进入绕月轨道。在进行测试之后,返回地球。任务期间预计为4 ~ 6周,将测试SLS的性能和猎户座飞船能否承受地球和月球的往返飞行等。

猎户座在2014年也进行了无人驾驶试飞,但此时的服务舱等是未完成的原型,而这次阿尔忒弥斯 I将是第一次有完整的实机试飞。

另外,SLS还将搭载10颗来自美国国内外大学和研究机构的微型卫星,将其送入飞往月球的轨道。

揭开NASA新月球火箭——“太空发射系统SLS”的神秘面纱

如果阿尔忒弥斯 I成功的话,2024年以后将会有阿尔忒弥斯 II的计划。该任务将利用SLS发射首次由宇航员乘坐的猎户座飞船猎户座飞船不会进入绕月轨道,而是在经过月球背面后掉头返回地球的“自由返回轨道”飞行。预计任务时间约为7天。

到了2025年,终于通过阿尔忒弥斯 III,人类在1972年阿波罗17任务之后,时隔半个多世纪再次登上月球。

另外,阿波罗计划全部着陆在月球正面,而阿尔忒弥斯计划降落在被认为有水的月球南极。在阿尔忒弥斯的计划中,计划中的阿尔忒弥斯 III之后继续探索月球表面,并以此水为资源,提取人类生命所必需的氧气,作为饮用水和生活用水。用作火箭和月球车的燃料。

揭开NASA新月球火箭——“太空发射系统SLS”的神秘面纱

为了持续的月球探测,从介于阿尔忒弥斯 II阿尔忒弥斯 III之间的2024年秋天开始,也将开始建设绕月载人据点GatewayGateway是绕月飞行的空间站,乘坐猎户座宇宙飞船从地球来的宇航员首先进入Gateway,换乘登月舱,在月球表面着陆。探测活动结束后,返回Gateway,然后换乘猎户座宇宙飞船返回地球。通过持续地、轮换地进行这个流程,目标是让宇航员一直在月球上活动。

此外,在Gateway建设和物资补给等方面,还将利用民间火箭和补给船。除了已经与埃隆·马斯克领导的“SpaceX”签订了补给合同之外,登月舱也将由该公司开发。

然后,以月球及其周边为舞台,宇航员的宇宙长期停留,其他天体的探测,资源利用等,获得了很多的技术之后,2030年进行载人火星探测

发射设施的传统与革新

揭开NASA新月球火箭——“太空发射系统SLS”的神秘面纱

SLS将在肯尼迪航天中心39号发射基地发射,这里曾经是土星V号和航天飞机起飞的历史场所。开始建设是在1964年,完成是在1967年。

附近还有第39a发射设施,从登月的阿波罗任务开始,基本上使用的是39a, 39b是预备的。但是,在之后的天空实验室计划,以及与苏联共同实施的阿波罗-联盟测试计划中,作为土星IB火箭的发射场所活跃着。

1981年航天飞机投入使用后,在全部135次发射中承担了53次。虽然39a较多,但两个发射台都支持发射操作。之后,为了发射前面提到的星座计划的火箭而进行了修改,也只在2009年进行了一次试验任务就受挫了。但是,它将重新成为SLS的发射设施。

揭开NASA新月球火箭——“太空发射系统SLS”的神秘面纱

星座计划的时候只进行了最低限度的修改,但是在SLS的发射上使用的时候,实施了彻底的修改。例如,将合计396km的铜线电缆置换为91km的光纤,将焊盘运用所需的系统置换为PLC(可编程逻辑控制器),为了消音而进行的洒水系统和为了逃避喷射的烟而进行的框架沟道(烟道)等,让1960年代的设备,变成了21世纪的设备。

此外,在无限轨道上运行的被称为“履带式运输车”的巨大车辆用于运输,是从阿波罗计划航天飞机中使用的车辆改道而来,但在 2016 年进行了重大翻新,它被称为“超级爬行者”。VAB也基本上是一边挪用,一边改修为SLS用。

揭开NASA新月球火箭——“太空发射系统SLS”的神秘面纱

相反,移动式发射台几乎可以说是唯一为SLS而新造的发射台,但严格地说,移动式发射台是将星座计划时建造的发射台进行了大幅强化。

继承了通过阿波罗计划将人送上月球,用航天飞机支撑国际宇宙空间站的建设和运用的历史和传统,通过技术革新脱胎换骨的发射设施。

揭开NASA新月球火箭——“太空发射系统SLS”的神秘面纱

发射该火箭的夏天即将到来,人类期待再次飞向月球和首次飞向火星的那一天。

展开阅读全文

页面更新:2024-03-07

标签:月球   肯尼迪   阿波罗   火箭   发射台   猎户座   火星   宇宙飞船   面纱   太空   航天飞机   神秘   计划   系统

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight 2008-2024 All Rights Reserved. Powered By bs178.com 闽ICP备11008920号-3
闽公网安备35020302034844号

Top