十余次推遲后，美登月火箭升空

龐之浩 樊巍

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(fā)射系統(tǒng)(SLS)”重型火箭，在推遲發(fā)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(xiàn)場直播了SLS火箭在美國肯尼迪航天中心的首次發(fā)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(jīng)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(fā)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(wǎng)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，此次發(fā)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(fā)動機，二子級則配置1臺RL10B-2氫氧發(fā)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。

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(shù)據(jù)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(wǎng)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(shù)據(jù)。

飽受“拖延癥”困擾

接受《環(huán)球時報》記者采訪的中國航天專家表示，美國此前已實現(xiàn)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(xiàn)已下馬的“戰(zhàn)神5號”重型運載火箭的設計思路，并采取“兩步走”發(fā)展模式。SLS重型運載火箭分兩個型號，分別是初始構型Block1型和改進后構型Block2型，16日首次發(fā)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(xiàn)有技術，初始構型的SLS研制僅需100億美元外加發(fā)射場改造20億美元，可以在2017年實現(xiàn)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(xiàn)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(shù)次被送上發(fā)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(fā)射程序。甚至16日的發(fā)射任務也狀況百出，在發(fā)射倒計時兩小時內，SLS火箭還因氫閥泄漏而暫停加注，后經(jīng)任務團隊前往發(fā)射臺擰緊補加閥的密封螺母才排除故障。為這次發(fā)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(wǎng)交換機故障導致遙測雷達數(shù)據(jù)丟失，后經(jīng)工程師們一個多小時的搶修才得以修復。

盡管經(jīng)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(wǎng)介紹SLS執(zhí)行的這次“阿爾忒彌斯1號”任務時表示，SLS Block1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(xù)前往月球，環(huán)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2號”真正實現(xiàn)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Block2型問世，它的運載能力達到130噸，將在2035年執(zhí)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(xiàn)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？航天科普專家錢航接受《環(huán)球時報》記者采訪時分析稱，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(xiàn)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(fā)展的路徑上而言，這可能也是為將來登陸火星做準備?！?/p>

錢航認為，美國此番歷經(jīng)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(yè)一向是科技工業(yè)領域的戰(zhàn)略性先導產(chǎn)業(yè)，在美國經(jīng)濟萎靡不振的大環(huán)境下，通過重大工程也可以帶動其他產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，探索新型科研生產(chǎn)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(fā)美國民眾的愛國情感?！?/p>

然而此番SLS Block1型的發(fā)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Z紀成功登月的經(jīng)驗，但那是在美蘇爭霸的背景下進行的?，F(xiàn)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(xiàn)象，“因為現(xiàn)如今的美國面臨著技術和資金上的雙重阻礙。”

航天技檢家黃志澄也認為，美國發(fā)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(xù)，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?！?/p>