2022年8月31日發(fā)布，15分鐘閱讀
作者：Michael Greshko
攝影：Dan Winters
編譯：安琪
美國國家航空航天局臨時(shí)取消了
登月任務(wù)火箭“阿爾忒彌斯1號”的發(fā)射計(jì)劃。
這并非美國重啟第二次登月遇到的第一個(gè)挫折，
很可能也不是最后一個(gè)。
美國國家航空航天局肯尼迪航天中心398號發(fā)射基地霧靄漸散。經(jīng)過多年籌備，“阿爾忒彌斯1號”計(jì)劃所使用的“太空發(fā)射系統(tǒng)”火箭已準(zhǔn)備接受一系列發(fā)射前的測試。
美國登月計(jì)劃使用的火箭“太空發(fā)射系統(tǒng)”（SLS）原定今年8月29日發(fā)射，因發(fā)射機(jī)故障臨時(shí)取消。如果NASA能迅速解決問題，SLS最快將在9月2日首飛，發(fā)射一個(gè)名為“獵戶座”的新太空艙，繞月飛行6-19天后返回地球。這是美國“重返月球”計(jì)劃的第一步，最快在2024年5月，將有四名宇航員乘坐阿爾忒彌斯2號完成地月往返之旅。倘若一切順利，2025年，阿爾忒彌斯3號將再次把人類送上月球表面。
一架SLS的早期模型放置在NASA馬紹爾航天中心的風(fēng)洞內(nèi)。
不過載人還是下一階段的事。目前，SLS系統(tǒng)和獵戶座太空艙需要先通過一系列測試。阿爾忒彌斯1號配備了有史以來最大的4個(gè)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和2個(gè)固體燃料助推器。在它向太空攀升的500秒中，SLS的速度將達(dá)到2.8萬千米每小時(shí)，堪稱真正的“動(dòng)若脫兔”。
美國猶他州一處測試設(shè)施，SLS固體火箭助推器在測試中冒出火焰和濃煙。每個(gè)助推器在發(fā)射過程中都將產(chǎn)生超過1600噸的推力。
為了離開地球，SLS需要克服的可不僅僅是地心引力。這一項(xiàng)目面臨著多項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)：數(shù)年的延誤，超出預(yù)算數(shù)十億美元的成本，來自各界的批評，還有競爭對手帶來的緊迫感——民營公司可能很快就可以更低的價(jià)格發(fā)射類似的火箭。
新“箭”誕生
在NASA巨大的飛行器組裝大樓內(nèi)部，SLS火箭和“獵戶座”太空艙已經(jīng)全部組裝完畢，等待包括加燃料、倒計(jì)時(shí)過程的彩排測試。
美國路易斯安那州新奧爾良不僅有著名的烤雞翅，還有NASA的米肖（Michoud）組裝基地，SLS火箭的核心就誕生于此。用一位波音工程師的話來說：“目前，要想離開地球軌道，你只能通過米肖基地?！?/p>
為保證SLS機(jī)身堅(jiān)固且輕便，鋁板內(nèi)部被部分掏空，使用精心磨制的三角形樹葉狀“等格柵”結(jié)構(gòu)來加強(qiáng)。
波音公司監(jiān)督了SLS核心部分的建設(shè)過程，面板經(jīng)過焊接，造成燃料箱、圓筒和其他部件，通過焊縫檢查，噴灑絕緣材料，安裝航空電子系統(tǒng)，經(jīng)過無數(shù)補(bǔ)充調(diào)整后，成品運(yùn)往佛羅里達(dá)組裝。
NASA馬紹爾航天中心，焊工使用一臺(tái)大型機(jī)器，將組成SLS錐形級間適配器的面板連接起來。
組裝龐大的火箭所需的團(tuán)隊(duì)中，除了焊接工人，還有各種不同的技工：引擎部分的保溫毯要定制縫制，絕緣泡沫需要手工噴灑，火箭側(cè)面用于跟蹤方向和速度的標(biāo)記需要手工繪制。波音工程師格爾杰楊森（Gertjejansen）說：“說到一架火箭的制造過程，你會(huì)想到火箭科學(xué)家，但他們只是制造團(tuán)隊(duì)中非常小的一部分。”
模擬升空
NASA馬紹爾航天中心的系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)室，工程師團(tuán)隊(duì)使用一臺(tái)精密的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)十萬次的SLS發(fā)射模擬。
為了研究SLS的飛行表現(xiàn)，工程師們用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)打造了一枚虛擬火箭，精確模擬發(fā)射過程。這個(gè)系統(tǒng)會(huì)模擬整個(gè)發(fā)射過程中作用在火箭上的力，每秒多達(dá)1萬次，每20毫秒就對虛擬火箭進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。真正的SLS還沒有上天，這個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)十萬次虛擬飛行。
問題重重
SLS的前進(jìn)道路并非一帆風(fēng)順。從2004年起，美國載人航天計(jì)劃經(jīng)歷了啟動(dòng)、延期、取消、重啟，如今國會(huì)資助了兩個(gè)不同的火箭項(xiàng)目，其一是與SpaceX和波音公司簽訂的載人登上國際空間站，另一個(gè)就是SLS登月計(jì)劃。
“阿爾忒彌斯1號”獵戶座太空艙指揮室中的人偶，佩戴著用于測量壓力和宇宙射線的傳感器。
對SLS來說，這幾年可謂困難頻頻，米肖基地先后遭到龍卷風(fēng)和颶風(fēng)襲擊，新冠疫情又造成了大大小小的挫折，建造過程中出現(xiàn)的故障和偏差也導(dǎo)致項(xiàng)目損失了不少時(shí)間和金錢。根據(jù)NASA2014年公布的預(yù)算，SLS的設(shè)計(jì)和建造預(yù)計(jì)花費(fèi)91億美元，預(yù)計(jì)2018年11月發(fā)射。而美國政府相關(guān)部門發(fā)現(xiàn)，SLS的成本已經(jīng)上升到近118億美元，拖延了三年多還沒有上天。
2022年3月17日，登月計(jì)劃“阿爾忒彌斯1號”所使用的火箭初次運(yùn)出飛行器組裝大樓，進(jìn)行首輪測試。
更糟糕的是，SLS還不是阿爾忒彌斯計(jì)劃唯一燒錢的部分。NASA監(jiān)察辦公室估算，從2011年到2025年，整個(gè)項(xiàng)目將耗資約930億美元。批評者稱，這一巨額成本是源于阿爾忒彌斯的很多建造方法和商業(yè)方案已經(jīng)過時(shí)。不過支持者們堅(jiān)持認(rèn)為，阿爾忒彌斯的預(yù)算并不過高，這一切都是為了太空探索的未來所付出的必要代價(jià)。
登月計(jì)劃
“阿爾忒彌斯1號”使用的SLS火箭，如果能克服諸多困難，這枚98米高的火箭將用于發(fā)射“獵戶座”太空艙，完成新的月球探索任務(wù)。
盡管已經(jīng)延期數(shù)年，完成SLS仍然需要更多的時(shí)間。與此同時(shí)，NASA還面臨著競爭壓力：“鋼鐵俠”埃隆?馬斯克創(chuàng)立的火箭公司SpaceX在2018年首次推出了自己的重型火箭——部分可重復(fù)使用的“獵鷹”，它可以向月球發(fā)射18-22噸的載重，價(jià)格則低至9700萬美元。此外SpaceX還在建造一種更大的火箭“星艦”，可以實(shí)現(xiàn)完全的重復(fù)使用。如果“星艦”獲得成功，它將能夠以前所未有的低成本發(fā)射大型有效載荷。
不過“星艦”目前還沒有試飛。就目前而言，SLS還是唯一有能力將人類送上月球的火箭。對NASA火箭總工程師約翰?布萊溫斯（John Blevins）來說，這個(gè)“唯一”代表著人類這個(gè)物種獨(dú)特的雄心：“想想我們會(huì)怎樣描述腓尼基人，或者古埃及人吧——你會(huì)用藝術(shù)、用科學(xué)、最終著眼于他們實(shí)現(xiàn)的探索?！标P(guān)于SLS和人類的下一次太空冒險(xiǎn)，歷史將會(huì)有很多話要說。
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