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新2足球贴士网(www.hgbbs.vip):超级火箭发射至少推迟16次,美国重返月球为何步履维艰?

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  【环球时报特约记者 晨 阳】备受关注的美国重返月球计划的第一步——“阿尔忒弥斯1号”无人环绕月球任务因为“太空发射系统(SLS)”重型火箭的技术故障未能如期在8月29日发射。美国科技界普遍对这次发射推迟抱以“意料之中”的态度,因为该火箭乃至重返月球的“阿尔忒弥斯”计划一再拖延都已经是常态。为何美国重返月球之旅会如此步履维艰呢?

“猎户座”载人飞船概念图

  

“阿尔忒弥斯大本营”月球基地想象图

  超级火箭发射至少推迟了16次

  这次发射推迟的SLS火箭堪称美国重返月球任务的核心,但在其研制过程中拖延症屡屡发作,首次发射时间从2016年一直推迟到2022年,造成严重费用超标,NASA监察长办公室警告“SLS的发射成本过于昂贵,不可持续”。

  在29日的发射准备过程中,SLS火箭就一路不顺。最初是发射架频繁遭到闪电袭击,导致燃料加注作业比预定时间晚了近两小时。在燃料加注过程中,又出现液氢泄漏问题而一度叫停。最终NASA通过“终止后重启”燃料加注程序后暂时得到解决。

  但此后NASA又发现,SLS火箭主发动机出现故障。根据设计,4台主发动机需要预先冷却到预定温度,但其中3号发动机始终无法达到发射允许的条件。在经过紧张抢修无果后,NASA在最后几分钟取消了发射程序。

  NASA表示在9月2日和5日还有两次发射机会。但美国航天观察家埃里克·伯杰表示,NASA事实上从来没有彻底解决SLS火箭的技术问题。从今年4月开始,NASA先后进行了4次“湿彩排”测试。在此期间,SLS火箭演练了从加注燃料到发动机点火前10秒的全过程,以检查是否有隐患存在。但这4次测试都提前结束,最接近成功的第四次也不过执行到发射前29秒。由于“湿彩排”测试屡次因为发生故障被打断,NASA为了检测发射流程的后半部分是否有问题而采取“作弊”手段。在第四次“湿彩排”测试时就出现密封泄漏,但为完成测试,NASA选择通过电脑程序屏蔽这个问题、继续后续测试,结果跳过了检测发动机冷却的步骤。他表示,“如果NASA按照流程执行,很可能早已经发现导致29日发射推迟的问题”。此外,在发射中出现的泄漏问题早在“湿彩排”测试时就已经多次出现,证明NASA并未能彻底消除这个隐患。

  由于SLS火箭这次遭遇的发动机故障问题是首次出现,NASA能否在短短几天内将其解决尚不得而知。如果该火箭无法在9月5日前完成发射,就需要返回装配大楼进行额外作业,这意味着该火箭再次发射推迟将到10月中旬之后。

  据美国“太空”网站29日报道,之所以NASA要在SLS火箭尚未完成完整的“湿彩排”测试的情况下,就急着准备发射,根本原因就在于其进度已经严重落后。报道称,SLS火箭并非重新研制。2005年,美国布什政府提出雄心勃勃的“星座”计划,准备用全新研制的“战神”系列火箭将“猎户座”飞船送往月球和火星。但2010年奥巴马政府以经费不足、进度迟缓等理由宣布“星座”计划下马。为维系美国的载人航天能力,NASA于2011年确认研制SLS火箭。它大量采用航天飞机的成熟技术。例如SLS使用的RS-25发动机,就来自于建造航天飞机时的剩余库存。它的两个固体火箭助推器,也是航天飞机助推器的改进放大版。

  然而让外界难以理解的是,采用大量成熟技术的SLS火箭,却在研制进度上一拖再拖。“太空”网站称,SLS火箭最初预计于2016年底首飞,但受预算问题、设计变更、政治障碍等诸多因素影响,首飞时间至少改变了16次,一路推迟到2022年。

  “太空”网站称,NASA监察长办公室于2021年11月发布的报告显示,SLS火箭的研制和建造费用一路飞涨,最初开发预算为100亿美元,但如今仅研发预算就已经高达360亿美元,这还不算每次发射的41亿美元额外费用。该报告严厉批评“SLS发射成本过于昂贵,不可持续”。

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  美国媒体关于为何SLS火箭研制进度如此缓慢的讨论很多。普遍观点认为,这与NASA和美国传统太空企业缺乏创新、官僚主义严重,白宫太空政策的反复变更以及美国航天配套产业的衰落等因素都有关系。NASA曾多次表示,需要学习SpaceX公司等美国私营航天企业的创新精神,并将载人月球着陆器的研制任务交给SpaceX公司的“星船”项目。“太空”网站也表示,如果“星船”能按计划实现高强度发射,官方主导的“阿尔忒弥斯”计划有可能被取消。

  载人飞船也是一个未知数

  完整的“阿尔忒弥斯”计划包括六大组成部分:SLS火箭、“猎户座”载人飞船、探索地面系统、载人登月系统、“门户”月球轨道空间站和“阿尔忒弥斯大本营”月球基地。美国重返月球计划最关键的“阿尔忒弥斯1号”到“阿尔忒弥斯4号”任务,主要涉及前四部分,但“猎户座”载人飞船和载人登月系统能否如期完成也有很多未知数。

  根据NASA官网介绍,作为美国新一代载人太空飞船,“猎户座”飞船可以容纳4名航天员,执行前往国际空间站、月球乃至火星的深空探测任务。英国广播公司称,“猎户座”飞船外形与50年前搭载3名航天员前往月球的“阿波罗”载人飞船非常类似,但“阿波罗”飞船只会在太空停留几天,而“猎户座”飞船预计将飞行至少21天。美国SpaceX公司研制的载人“龙”飞船和波音公司的CST-100飞船问世后,“猎户座”飞船狭窄的居住环境引发很多抱怨。美国航天员斯蒂夫·鲍文在谈及对“猎户座”飞船的第一印象时说:“实在太狭小了,对四个人来说真的很挤。”

  而NASA坚持称,与主要执行近地轨道任务的载人“龙”飞船和CST-100飞船不同,“猎户座”飞船将负责长时间的深空探测任务,因此安全可靠性必须放在第一位,舒适性只能往后排。

  “猎户座”飞船备受诟病的另一个原因是,它早在2006年就启动研制工作,可直到2014年才搭载“德尔塔IV”火箭首次升空测试。这次与SLS合体发射才是它的第二次升空,主要测试其隔热罩的性能,因为飞船将以前所未有的每小时4万公里的速度进入地球大气层,必须承受2800摄氏度的高温考验。

  按照NASA计划,“阿尔忒弥斯3号”任务最早将于2025年正式开始载人登月。负责将航天员送上月球的载人航天器是SpaceX公司的“星船”。但“星船”项目尚在研制中,到目前为止还从未正式进入太空,何时具备载人能力也没有明确时间表。

  此外,美国航天员登月所需的舱外航天服能否按时完成并不乐观。2021年NASA总监察长保罗·马丁承认“舱外航天服的研制工作出现重大延误”。NASA原计划于2024年11月之前生产两套用于在月球表面活动的“舱外探索机动装置”,但航天服最早要到2025年4月才能准备好,距离彻底完成还得再等几年。

  美俄交恶影响空间站计划

  作为美国登月计划的远景规划,“门户”月球轨道空间站和“阿尔忒弥斯大本营”月球基地更是雄心勃勃。但美国《新科学家》网站称,这些计划能否最终落实,还取决于未来的国际合作。

  其中“门户”月球轨道空间站由美国、俄罗斯、欧洲、日本、加拿大等共同建造,其中加拿大提供先进机器人;欧洲航天局负责国际居住舱、部署科学有效载荷和立方体卫星的科学气闸舱;日本提供居住舱部件和后勤补给等。它将不仅作为人类登月的转运站,而且将为今后的登陆火星服务。在NASA原先的设计中,“猎户座”飞船运送航天员先抵达“门户”空间站,然后换乘载人着陆系统降落在月面;从月球表面返回时,同样先在“门户”空间站中转,再换乘“猎户座”返回地球。但同样由于进度延误,“门户”空间站无法加入“阿尔忒弥斯3号”任务。此外,随着美俄关系恶化,两国太空合作也宣告破裂,原先由俄罗斯火箭负责运送的空间站组件计划也需要重新修改。

  “阿尔忒弥斯大本营”月球基地则由月球地形车、可居住移动平台(加压月球车)、月球基地居住舱、电力系统及原位资源利用系统等组成。但该计划耗资更大,不确定因素更多。

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