SLS重型火箭悬了？美国“重返月球”再添变数

中国航天科普

2024-12-09 19:00发布于北京中国航天科普网官方账号

全文1815字，阅读约需6分钟，帮我划重点

划重点

01美国宇航局正在重新评估SLS重型火箭，该项目被取消的可能性达到50%，可能导致“阿尔忒弥斯计划”发生重大变动。

02SLS重型火箭的研制工作始于2011年，大量依赖老旧产品改造，存在风险隐患和升级潜力的缺陷。

03然而，SLS重型火箭耗资巨大，成本加速恶性膨胀，与“低成本重返月球”的美国宇航局初衷背道而驰。

04另一方面，美国航天局研发的“星舰”进展迅速，使美国航天员“重返月球”似乎多了一种选择。

05事实上，SLS重型火箭并非SpaceX公司发展重点，其背后支持力量强大的项目未必会被完全取消。

以上内容由腾讯混元大模型生成，仅供参考

近日，国外消息人士爆料称，美国宇航局正在重新评估SLS重型火箭，该项目被取消的可能性“至少有50%”。如果该消息被证实，意味着“阿尔忒弥斯计划”将出现重大变动，美国载人登月火箭也将面临全新选择。
SLS重型火箭的全称是“太空发射系统”，承担着支持美国航天员“重返月球”乃至开发地月空间、为探索火星打基础等重任。从这个角度来看，SLS重型火箭的地位类似“阿波罗计划”中的土星5号重型火箭。
图片
2022年11月16日，SLS火箭首次发射成功
为了将航天员和大量物资送上月球，SLS重型火箭早期型近地轨道运载能力不低于95吨，地月转移轨道运载能力达到27吨。随着2022年11月16日首次发射成功，SLS火箭成为世界上现役运力最强的火箭，预计直到“星舰”入轨投送载荷才会“宝座易主”。后续，波音公司研制团队计划为SLS重型火箭配备改进型发动机、新型上面级和助推器等，使其近地轨道运载能力超过130吨，地月转移轨道运载能力超过46吨。
然而，与一代传奇土星5号重型火箭不同，美国政府和国会长期支持的SLS重型火箭饱受诟病，近期甚至传出“有可能整个项目下马”的消息。外界认为，这主要涉及3个原因。
其一，SLS重型火箭的整体技术方案“拼凑性”明显，大量依赖老旧产品改造，风险隐患和升级潜力的缺陷不断暴露，加上一再延期发射，早年宣传的“成熟可靠、快速研发成型优势”不复存在。
具体来说，SLS重型火箭的研制工作始于2011年，但主要应用20世纪60～80年代美国航天技术。比如，芯一级采用4台航天飞机的RS-25分级燃烧循环氢氧发动机，甚至服役初期直接使用航天飞机退役后的库存发动机。但4台真空推力220吨、原设计能够重复使用超过10次的发动机改成“发射1次就扔”，且不说经济上的浪费，仅是发动机为重复使用预留的冗余质量“无用武之地”，就直接拉低了SLS重型火箭的推重比。
再比如，SLS重型火箭芯二级基本上“移植”使用今年退役的德尔塔4系列火箭芯二级，安装1台真空推力11吨的RL-10B-2膨胀循环氢氧发动机。这款发动机历史悠久，早期型号曾配备土星5号重型火箭。由于潜力有限，SLS重型火箭早期型被外界调侃为“小马拉大车”，严重限制了运载能力发挥。
此外，SLS重型火箭芯级直径与航天飞机外燃料贮箱直径均为8.4米，存在技术继承性，原本应该成熟可靠，但多次被查出焊接质量不佳等问题，屡次触发燃料泄漏等重大安全隐患，拖延了整个美国载人登月项目的进度。
图片
SLS火箭的3种构型均有载人、载货两个版本
其二，SLS重型火箭耗资巨大，成本加速恶性膨胀，与“低成本重返月球”的美国宇航局初衷背道而驰。SLS重型火箭设计之初，美国宇航局宣称其“单次发射成本4亿美元”，低于航天飞机的4.5亿美元。然而，随着项目不断延期，SLS重型火箭单次发射成本已涨到20多亿美元，整体研制成本超264亿美元，后续还要斥巨资新建移动发射架等，预计“阿尔忒弥斯计划”前4次发射任务平均成本将超过40亿美元。当前，美国政府财政压力巨大，SLS重型火箭乃至庞大复杂的“阿尔忒弥斯计划”持续海量烧钱，似乎难以为继。
其三，也是外界猜测SLS重型火箭传出不利消息的主要原因，那就是“星舰”研发进展迅速，使美国航天员“重返月球”似乎多了一种选择。
“星舰”自2023年4月首次试飞至今，不到两年内完成了6次试飞，成功实现了发射台“筷子夹火箭”回收第一级以及第二级发动机太空点火、小规模转移推进剂、再入大气层、精准降落预定海域等目标，预计明年将尝试投送载荷入轨、回收第二级。按设计，“星舰”选择完全回收复用模式时，近地轨道运载能力有望达到150吨，单次发射成本仅有2800万美元，后续仍有下降空间。即使这些指标存在“水分”，外界仍不能否认，未来“星舰”的运载能力和经济性上必将全面超越SLS重型火箭。
不过，“星舰”想要用于载人登月任务，仍需解决载人安全资质认证、多次大规模“太空加油”等难题，暂时不如SLS重型火箭具备适用性优势。而且，“星舰”发射存在缺陷的猎户座载人飞船，面临适装性问题，很可能加剧载人登月方案的复杂化和风险。

图片

SLS火箭概念图，其在发射猎户座载人飞船方面具有优势
另外，有观点认为，猎鹰重型火箭具备发展成载人登月火箭的潜力。事实上，这款火箭并非SpaceX公司发展重点。何况猎户座载人飞船超过26吨，猎鹰重型火箭的运载能力无法满足载人登月任务所需，同样面临载人安全资质认证问题。
其实，背后支持力量强大的SLS重型火箭项目未必会被完全取消。因为SLS重型火箭不仅是一款航天运输工具，更承担着维持美国航天产业供应链的使命，而美国基本上不再具备重新设计载人登月火箭的政治、经济和技术条件。作为大推力液氢液氧动力和固体动力技术的集大成者，通过优化总体设计、控制成本，预计SLS重型火箭仍会有一定的应用机会。
本文原载于《中国航天报·飞天科普周刊》


来源/中国航天报

文/贲勋

编辑/杨斯爽

审核/穆檀

监制/姜军

查看原图 131K