NASA有史最強大的火箭，命運取決於誰手

摘要：例如，對於重新使用航天飛船發動機和助推器的要求，意味着初始SLS火箭的設計任務將需要類似於航天飛船的發射條件、結構、設備和設計，這可能與在航天飛船項目備件用盡後實行新的計劃相沖突。根據NASA進行的最後一次飛行任務，以及夭折的星座計劃，空間發射系統（SLS）將吸取二者的經驗教訓並從美國航天飛船計劃失敗的陰影中走出來。

NASA宣佈計劃建造併發射有史以來最強大的火箭，以對抗地球引力。在可預見的未來，這種“巨獸”將以各種形式構成美國太空計劃背後的驅動力。

空間發射系統的設計目的是將“獵戶座”多用途載人飛船連同科學實驗和關鍵補給一起送進地球軌道，並最終脫離地球軌道進入外太空。 2011 HOWSTUFFWORKS

根據NASA進行的最後一次飛行任務，以及夭折的星座計劃，空間發射系統（SLS）將吸取二者的經驗教訓並從美國航天飛船計劃失敗的陰影中走出來。它的技術譜系也延伸到了飛船家族樹的更下方，到前重量級冠軍，40多年前就將美國人送上了月球的土星五號運載火箭。

該計劃承諾推出一種由一部分是久經考驗的真正火箭技術和另一部分是最先進的技術和材料組成的運載火箭。少量的模塊化將使任務規劃者能夠根據各種任務的需求定製單獨的SLS火箭構建，NASA表示，這些任務範圍包括從近地常規飛行到火星探索等等。

很多人都認爲，這聽起來像是對單一系統提出的過多要求。國會已經授權SLS火箭以多種方式服務於衆多僱主，它並不需要唱歌，跳舞或者是做好喫的華夫餅，這已經是一個偉大的奇蹟。這一極爲廣闊的願景，加上驅動該系統設計的潛在政治交易，導致批評者們質疑這到底能否成功。

在這篇文章中，我們將窺探這個新型發射火箭的真實面目，看看爲何有些人認爲SLS火箭比起鳳凰更像一隻火雞。

神祕面紗之下

第一個空間發射系統（SLS）的目標是繞月球進行無人駕駛試飛，它的高度爲320英尺（97.5米），重量爲550萬磅（250萬千克）。三個航天飛船主發動機（SSMES）和兩個固體火箭助推器（SRB），均來自之前的航天飛船計劃，將提供840萬磅（380萬千克）的升空推力，以推動火箭的下級。級間和六人獵戶座多用途載人飛船（MPCV）進入太空。想象一下，你將看到這樣一幅畫面：一根比自由女神像還要高的管子，重量相當於24架滿載的波音747飛機，發射出相當於13400輛機車的動力。

在建造過程中，SLS火箭將高度再增加80英尺（24米），並且重量將翻到100萬磅（45萬千克）。它將在最低處增加兩個RS-25發動機，在新的上部將搭載一個更新版本的火箭發動機J-2X，這也將阿波羅土星5號推進了歷史。這個更高、更強的反向推動火箭助推器，可以燃燒固體或液體燃料。總的來說，這些助推器將產生100萬磅（45萬千克）的額外推力，這將轉化爲130公噸（28.6萬磅）的推動力——幾乎是第一批建造的SLS火箭的兩倍，也是土星五號的空運能力的109%。搭載這些額外的貨物需要一些額外的空間，而不是一個級間，新款SLS火箭將足夠寬敞，以至於可以搭載九輛校車。

根據設計，SLS火箭將在其整個使用壽命期間經歷部件和設備的變更。在某種程度上，這是因爲它被設想爲一種模塊化、多用途的飛行器，可根據任務要求進行重新配置，但也因爲國會要求NASA最初依賴航天飛船供應商，並將剩餘的航天飛船部件（如可重複使用的航天飛船主發動機和固體火箭助推器）納入其中。隨後，它們將被一次性發動機和最初爲星座計劃設計的五級助推火箭所取代。

美國航天局計劃使用早期較小版本的SLS火箭將貨物和宇航員運送到近地軌道，主要是爲國際空間站提供服務。以後的配置可能支持到地球軌道以外的空間的任務，包括到小行星帶或火星的任務。

讀到這裏，你是否感到震驚？當然，但我們將在下一節看到，當涉及到政治和數十億美元的宇宙飛船時，細節決定成敗。

獵戶座多用途載人飛船（MPCV）

與阿波羅計劃的指揮和服務模塊一樣，獵戶座多用途載人飛船也將作爲宇航員的家、工作空間和宇宙飛船。然而，這艘16.5英尺（5米）寬、25噸（22.7公噸）的飛船比它的老前輩更大、有更多功能、技術也更先進，特別在計算機、電子設備、生命支持、推進和熱保護方面。它的宇航員艙是返回地球的唯一部件，它將把兩到六名宇航員，連同食物和設備，擠進16立方英尺（8.9立方米）的可居住體積。這比阿波羅號的船員艙多了三分之一的空間。在它的後面，一個服務模塊將提供燃料和推力，安裝儀器，儲存空氣、水和貨物。在發射期間還有一處讓MPCV相比阿波羅號更加圓滿：它是一枚小型發射中止系統火箭（LAS），準備在緊急情況下將機組模塊提升至安全狀態。LAS還可以保護機組模塊免受危險的大氣負荷和加熱。

參議院發射系統？

在科羅拉多州洛克希德馬丁公司的垂直測試工廠組裝和測試的多用途載人飛船

圖片由洛克希德馬丁公司/美國宇航局提供

有人曾經把駱駝描述成國會設計的馬。空間發射系統好比是NASA按照國會規定的規格設計的駱駝，駱駝的腿來自加利福尼亞州卡努加公園，鬃毛來自猶他州布里格姆市、阿拉巴馬州亨茨維爾和佛羅里達州提圖斯維爾，駝峯和頭則來自新奧爾良。

如此做法爲許多選區提供了大量的工作機會，但這樣到底能創造出最好的航天器嗎？

從一開始，SLS火箭就是一個政治博弈的工具，就像是通往其他星球的交通工具。自從奧巴馬政府在2010年2月宣佈星座計劃被取消並在5年內不會變更以來，白宮和國會之間就一直在爭分奪秒的開展博弈。最終，由於國會的閃擊戰攻勢過於猛烈，政府不得不做出讓步，它先是同意將“獵戶座”(Orion)載人太空艙從封存中取出，然後提議仿造一艘受戰神啓發的飛船，用作運載火箭。

博弈並沒有就此結束。國會議員們不僅僅只是審批機構的目標和資金，而且還更進一步地去指導NASA設計什麼樣的飛行器，甚至還有要求選用哪種零部件和供應商。此外，他們的要求甚至包括合同和承包商的保留，而不經過招標程序。德克薩斯州共和黨參議員，美國參議院商業、科學和運輸委員會高級成員凱·貝利·哈奇森和佛羅里達州民主黨參議員，商業委員會科學和空間小組委員會主席比爾·尼爾森在迫使NASA儘快執行計劃的過程中發揮了重要作用。NASA的任務控制中心位於德克薩斯州的休斯頓，佛羅里達州是該機構發射設施的所在地。

鑑於這個令人敬畏的機構對該項目的大力干預，給它起綽號叫“參議院發射系統”是不可避免的。

有些批評者們把這項新計劃形容爲穿着宇航服的政治工作計劃。他們指出，在兩個總部位於亨茨維爾的公司開始設計一種具有競爭力的固體火箭助推器後， NASA基金委員會的資深成員、家鄉位於阿拉巴馬州的馬歇爾航天飛行中心（Marshall Space Flight Center）的所在地的參議員理查德·謝爾比（Richard Shelby）改變了對固體火箭助推器合同的競標的呼籲。

空間發射系統的支持者們認爲，SLS火箭是一種堅固的、多功能的設計；還有更多保持中立的評論員對美國繼續參與太空競爭的行爲感到寬慰，並支持對該項目使用現有人員和技術的選擇，他們認爲這麼做可以降低成本。

作爲回擊，批評者們指出，根據諮詢機構博思艾倫漢密爾頓控股公司的一份報告顯示，保留一支年資較長、積攢了大量福利的傳統勞動力隊伍，實際上比僱傭新員工的成本還要高。該報告還發現，雖然NASA目前的預算數據足以進行短期規劃，但對該項目的長期財政需求預測結果不佳，這爲NASA在未來六年內預計支出180億美元的項目蒙上了一層陰影。

正如我們將在下一節看到的，該計劃缺乏明確定義的任務或時間計劃，只是爲計劃提供了彈藥。

是進步，還是後退？

SLS能到達月球、火星或者其他地方嗎？我們希望答案是肯定的。

圖片由NASA提供

現在預測空間發射系統（SLS火箭）的最終命運還爲時過早，但這並沒有阻止一些評論員和政客預言該計劃的末日。他們認爲，SLS火箭就像它之前的星座計劃一樣，會短暫而閃亮地從預算中吸取數十億美元后，在成本超支、計劃不周和政治操縱猖獗的累積下崩潰。

引發擔憂的主要理由是項目缺乏一個可靠的計劃。目前，早期的SLS計劃進行近地軌道飛行，之後的任務被模糊地描述爲以小行星、火星任務和“深空”探索爲目標；然而具體的細節仍不清楚，而且沒有明確的計劃來實現這些不同的任務，也沒有藍圖將它們聯繫在一系列合乎邏輯的研究和開發步驟中。

批評者們進一步認爲設計規範仍然處於一種不斷變化的狀態，以至於對任務計劃時間表也會產生影響。例如，對於重新使用航天飛船發動機和助推器的要求，意味着初始SLS火箭的設計任務將需要類似於航天飛船的發射條件、結構、設備和設計，這可能與在航天飛船項目備件用盡後實行新的計劃相沖突。

換句話說，項目的早期進展可能是錯誤的。

接下來是飛行任務問題。儘管有些人不願爲每個座位去花費數千萬美元讓美國宇航員“搭俄國人的便車”去國際空間站（ISS），特別是考慮到發射問題，SLS火箭可能不是更好的選擇。NASA正在資助相關的商業公司，開發能夠爲國際空間站提供服務的近地軌道飛行器。批評者們指出，一旦這些飛船投入使用，每年將運行幾次，由此SLS預計每年也會發射一兩次。事實上，2011年9月13日，加州衆議員達納·羅拉巴切(Dana Rohrabacher)已經指示NASA評估SLS火箭的另一個替代方案，其中包括在軌道上放置一個燃料庫，用以支持商業火箭。