NASA有史最强大的火箭，命运取决于谁手

摘要：例如，对于重新使用航天飞船发动机和助推器的要求，意味着初始SLS火箭的设计任务将需要类似于航天飞船的发射条件、结构、设备和设计，这可能与在航天飞船项目备件用尽后实行新的计划相冲突。根据NASA进行的最后一次飞行任务，以及夭折的星座计划，空间发射系统（SLS）将吸取二者的经验教训并从美国航天飞船计划失败的阴影中走出来。

NASA宣布计划建造并发射有史以来最强大的火箭，以对抗地球引力。在可预见的未来，这种“巨兽”将以各种形式构成美国太空计划背后的驱动力。

空间发射系统的设计目的是将“猎户座”多用途载人飞船连同科学实验和关键补给一起送进地球轨道，并最终脱离地球轨道进入外太空。 2011 HOWSTUFFWORKS

根据NASA进行的最后一次飞行任务，以及夭折的星座计划，空间发射系统（SLS）将吸取二者的经验教训并从美国航天飞船计划失败的阴影中走出来。它的技术谱系也延伸到了飞船家族树的更下方，到前重量级冠军，40多年前就将美国人送上了月球的土星五号运载火箭。

该计划承诺推出一种由一部分是久经考验的真正火箭技术和另一部分是最先进的技术和材料组成的运载火箭。少量的模块化将使任务规划者能够根据各种任务的需求定制单独的SLS火箭构建，NASA表示，这些任务范围包括从近地常规飞行到火星探索等等。

很多人都认为，这听起来像是对单一系统提出的过多要求。国会已经授权SLS火箭以多种方式服务于众多雇主，它并不需要唱歌，跳舞或者是做好吃的华夫饼，这已经是一个伟大的奇迹。这一极为广阔的愿景，加上驱动该系统设计的潜在政治交易，导致批评者们质疑这到底能否成功。

在这篇文章中，我们将窥探这个新型发射火箭的真实面目，看看为何有些人认为SLS火箭比起凤凰更像一只火鸡。

神秘面纱之下

第一个空间发射系统（SLS）的目标是绕月球进行无人驾驶试飞，它的高度为320英尺（97.5米），重量为550万磅（250万千克）。三个航天飞船主发动机（SSMES）和两个固体火箭助推器（SRB），均来自之前的航天飞船计划，将提供840万磅（380万千克）的升空推力，以推动火箭的下级。级间和六人猎户座多用途载人飞船（MPCV）进入太空。想象一下，你将看到这样一幅画面：一根比自由女神像还要高的管子，重量相当于24架满载的波音747飞机，发射出相当于13400辆机车的动力。

在建造过程中，SLS火箭将高度再增加80英尺（24米），并且重量将翻到100万磅（45万千克）。它将在最低处增加两个RS-25发动机，在新的上部将搭载一个更新版本的火箭发动机J-2X，这也将阿波罗土星5号推进了历史。这个更高、更强的反向推动火箭助推器，可以燃烧固体或液体燃料。总的来说，这些助推器将产生100万磅（45万千克）的额外推力，这将转化为130公吨（28.6万磅）的推动力——几乎是第一批建造的SLS火箭的两倍，也是土星五号的空运能力的109%。搭载这些额外的货物需要一些额外的空间，而不是一个级间，新款SLS火箭将足够宽敞，以至于可以搭载九辆校车。

根据设计，SLS火箭将在其整个使用寿命期间经历部件和设备的变更。在某种程度上，这是因为它被设想为一种模块化、多用途的飞行器，可根据任务要求进行重新配置，但也因为国会要求NASA最初依赖航天飞船供应商，并将剩余的航天飞船部件（如可重复使用的航天飞船主发动机和固体火箭助推器）纳入其中。随后，它们将被一次性发动机和最初为星座计划设计的五级助推火箭所取代。

美国航天局计划使用早期较小版本的SLS火箭将货物和宇航员运送到近地轨道，主要是为国际空间站提供服务。以后的配置可能支持到地球轨道以外的空间的任务，包括到小行星带或火星的任务。

读到这里，你是否感到震惊？当然，但我们将在下一节看到，当涉及到政治和数十亿美元的宇宙飞船时，细节决定成败。

猎户座多用途载人飞船（MPCV）

与阿波罗计划的指挥和服务模块一样，猎户座多用途载人飞船也将作为宇航员的家、工作空间和宇宙飞船。然而，这艘16.5英尺（5米）宽、25吨（22.7公吨）的飞船比它的老前辈更大、有更多功能、技术也更先进，特别在计算机、电子设备、生命支持、推进和热保护方面。它的宇航员舱是返回地球的唯一部件，它将把两到六名宇航员，连同食物和设备，挤进16立方英尺（8.9立方米）的可居住体积。这比阿波罗号的船员舱多了三分之一的空间。在它的后面，一个服务模块将提供燃料和推力，安装仪器，储存空气、水和货物。在发射期间还有一处让MPCV相比阿波罗号更加圆满：它是一枚小型发射中止系统火箭（LAS），准备在紧急情况下将机组模块提升至安全状态。LAS还可以保护机组模块免受危险的大气负荷和加热。

参议院发射系统？

在科罗拉多州洛克希德马丁公司的垂直测试工厂组装和测试的多用途载人飞船

图片由洛克希德马丁公司/美国宇航局提供

有人曾经把骆驼描述成国会设计的马。空间发射系统好比是NASA按照国会规定的规格设计的骆驼，骆驼的腿来自加利福尼亚州卡努加公园，鬃毛来自犹他州布里格姆市、阿拉巴马州亨茨维尔和佛罗里达州提图斯维尔，驼峰和头则来自新奥尔良。

如此做法为许多选区提供了大量的工作机会，但这样到底能创造出最好的航天器吗？

从一开始，SLS火箭就是一个政治博弈的工具，就像是通往其他星球的交通工具。自从奥巴马政府在2010年2月宣布星座计划被取消并在5年内不会变更以来，白宫和国会之间就一直在争分夺秒的开展博弈。最终，由于国会的闪击战攻势过于猛烈，政府不得不做出让步，它先是同意将“猎户座”(Orion)载人太空舱从封存中取出，然后提议仿造一艘受战神启发的飞船，用作运载火箭。

博弈并没有就此结束。国会议员们不仅仅只是审批机构的目标和资金，而且还更进一步地去指导NASA设计什么样的飞行器，甚至还有要求选用哪种零部件和供应商。此外，他们的要求甚至包括合同和承包商的保留，而不经过招标程序。德克萨斯州共和党参议员，美国参议院商业、科学和运输委员会高级成员凯·贝利·哈奇森和佛罗里达州民主党参议员，商业委员会科学和空间小组委员会主席比尔·尼尔森在迫使NASA尽快执行计划的过程中发挥了重要作用。NASA的任务控制中心位于德克萨斯州的休斯顿，佛罗里达州是该机构发射设施的所在地。

鉴于这个令人敬畏的机构对该项目的大力干预，给它起绰号叫“参议院发射系统”是不可避免的。

有些批评者们把这项新计划形容为穿着宇航服的政治工作计划。他们指出，在两个总部位于亨茨维尔的公司开始设计一种具有竞争力的固体火箭助推器后， NASA基金委员会的资深成员、家乡位于阿拉巴马州的马歇尔航天飞行中心（Marshall Space Flight Center）的所在地的参议员理查德·谢尔比（Richard Shelby）改变了对固体火箭助推器合同的竞标的呼吁。

空间发射系统的支持者们认为，SLS火箭是一种坚固的、多功能的设计；还有更多保持中立的评论员对美国继续参与太空竞争的行为感到宽慰，并支持对该项目使用现有人员和技术的选择，他们认为这么做可以降低成本。

作为回击，批评者们指出，根据咨询机构博思艾伦汉密尔顿控股公司的一份报告显示，保留一支年资较长、积攒了大量福利的传统劳动力队伍，实际上比雇佣新员工的成本还要高。该报告还发现，虽然NASA目前的预算数据足以进行短期规划，但对该项目的长期财政需求预测结果不佳，这为NASA在未来六年内预计支出180亿美元的项目蒙上了一层阴影。

正如我们将在下一节看到的，该计划缺乏明确定义的任务或时间计划，只是为计划提供了弹药。

是进步，还是后退？

SLS能到达月球、火星或者其他地方吗？我们希望答案是肯定的。

图片由NASA提供

现在预测空间发射系统（SLS火箭）的最终命运还为时过早，但这并没有阻止一些评论员和政客预言该计划的末日。他们认为，SLS火箭就像它之前的星座计划一样，会短暂而闪亮地从预算中吸取数十亿美元后，在成本超支、计划不周和政治操纵猖獗的累积下崩溃。

引发担忧的主要理由是项目缺乏一个可靠的计划。目前，早期的SLS计划进行近地轨道飞行，之后的任务被模糊地描述为以小行星、火星任务和“深空”探索为目标；然而具体的细节仍不清楚，而且没有明确的计划来实现这些不同的任务，也没有蓝图将它们联系在一系列合乎逻辑的研究和开发步骤中。

批评者们进一步认为设计规范仍然处于一种不断变化的状态，以至于对任务计划时间表也会产生影响。例如，对于重新使用航天飞船发动机和助推器的要求，意味着初始SLS火箭的设计任务将需要类似于航天飞船的发射条件、结构、设备和设计，这可能与在航天飞船项目备件用尽后实行新的计划相冲突。

换句话说，项目的早期进展可能是错误的。

接下来是飞行任务问题。尽管有些人不愿为每个座位去花费数千万美元让美国宇航员“搭俄国人的便车”去国际空间站（ISS），特别是考虑到发射问题，SLS火箭可能不是更好的选择。NASA正在资助相关的商业公司，开发能够为国际空间站提供服务的近地轨道飞行器。批评者们指出，一旦这些飞船投入使用，每年将运行几次，由此SLS预计每年也会发射一两次。事实上，2011年9月13日，加州众议员达纳·罗拉巴切(Dana Rohrabacher)已经指示NASA评估SLS火箭的另一个替代方案，其中包括在轨道上放置一个燃料库，用以支持商业火箭。