美“史上最强”火箭首飞一再推迟 到底有何顾虑？

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号称史上最强运载火箭的美国“太空发射系统（SLS）”，首飞又被推迟。

据美国太空网报道，NASA监察长办公室10日发布报告显示，该火箭及猎户座飞船的无人首飞任务将由2019年推迟到2020年，而载人飞行任务最早要到2022年才能实施。推迟原因是预算超支，以及波音公司对核心级开发持续延误。

SLS最初计划2017年首飞，到目前已数次“跳票”。它到底强在哪，又难在哪？

登月探火都靠它

航天专家庞之浩介绍，作为美国新一代重型运载火箭，SLS有三种构型：SLS 1型采用五段式固体助推器，通用芯级和过渡型低温上面级，可实现70吨近地轨道运载能力和30吨月球轨道运载能力；SLS 1B型采用探索上面级替换过度型上面级，可使近地轨道运载能力达到105吨，月球轨道运载能力增至40吨。在此基础上，用先进助推器替代五段式固体助推器的SLS 2型，可实现130吨的近地轨道运载能力。

SLS的研制经历了美国小布什和奥巴马两任总统，特朗普上台后，看到了享受前人成果的希望。2017年，他签署了就任后首项航天政策指令，明确表示美国将重返月球，并最终实现载人探火。当然，这都要倚仗SLS的超强性能。

庞之浩说，特朗普很希望在任期内实现美国重返月球，甚至想让SLS首次发射就实施载人绕月任务，遭到了NASA的强烈反对。按计划，SLS首飞将运送猎户座飞船进行无人绕月探索，还将搭载13颗立方星开展科学试验，包括可对月球进行全方位扫描、探测月球水资源的“月球冰立方”卫星。

SLS的能力并不仅限于探月。科学家认为木卫二上有巨大的地下海洋，水量为地球的2倍之多。NASA正在考虑将SLS应用于木卫二的飞越探测任务，调查其是否适宜居住。根据不同方案，如果使用宇宙神-5（551）火箭执行该任务，需要利用金星-地球-地球重力辅助轨道，将耗时7至8年。但SLS可以在3年内直接转移至木星，返回时间也能提前，有助于更好地利用飞越任务的数据。后续，SLS还能执行木卫二着陆器任务，通过重力辅助轨道，它能送去16吨重的有效载荷。

除了运载能力，SLS还拥有惊人的载荷容积。其整流罩直径可达8.4米至10米，能容纳16米级大孔径太空望远镜。这让科学家用超高对比分光镜观测行星成为可能，以实现2013年提出的NASA天体物理路线图目标。

造火箭不是拼积木

实现上述种种计划的前提，是先把SLS造出来。

中国航天科工集团二院研究员杨宇光表示，SLS可以说是航天飞机的衍生产品。他说，美国航天飞机退役后，留下了许多宝贵“遗产”，SLS就用上了其中多项技术。例如，航天飞机主发动机用的是3台RS-25发动机，而SLS芯级所用4台RS-25D发动机，正是基于前者改进而来，这也是迄今为止堪称性能最高的氢氧火箭发动机。SLS的芯级直径达8.4米，基本上也继承了航天飞机外挂燃料箱的直径。此外，SLS的2个五段式固体助推器，是在航天飞机四段式固体助推器的基础上增加了一段，推力更强。

同时该火箭还借用了其他成熟技术。杨宇光说，SLS的过渡型低温上面级由德尔塔4重型火箭的低温二子级改进而来，直径5米，通过一个过渡段与芯级连接。这样的组合使它具备了将猎户座飞船直接发射到奔月轨道的能力。

虽然大量采用了“拿来主义”，但火箭研制并不能像拼积木那样即插即用。杨宇光说，对成熟技术的综合运用和改进，需要进行大量系统设计和分析计算，并开展一些大型地面试验以确保火箭的可靠性。重型火箭的整体力学条件非常复杂，地面试验也很复杂，所以尽管SLS起点高，但研制难度仍然很大。

庞之浩认为，除了技术攻关和试验需要下功夫，波音这样的公司本身效率也不高。“如今的需求不像冷战时期那样急切，所以波音公司把研制周期拖得比较长，更注重求稳。”他说。

解决技术是波音的事，NASA面对的是“烧钱”的心痛。由于经费缩减，他们早已没有当年研制土星五号、航天飞机时一掷万金的豪情。庞之浩说，SLS于2011年开始研制，之前预算约每年15亿美元，实际上基本在每年20亿美元左后，目前总耗资约100亿美元。

然而，如今研发尚未完成，而且后续火箭制造还需要高昂的成本。已经投入了这么多的NASA，未来还需咬紧牙关继续坚持。

来源 | 科技日报

责任编辑：余鹏飞