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        美國重返月球?yàn)楹尾铰木S艱

        2022-05-30 10:48:04
        讀報(bào)參考 2022年30期
        關(guān)鍵詞:阿爾忒彌獵戶座載人

        倍受關(guān)注的美國重返月球計(jì)劃的第一步——“阿爾忒彌斯1號”無人環(huán)繞月球任務(wù)因?yàn)椤疤瞻l(fā)射系統(tǒng)(SLS)”重型火箭的技術(shù)故障未能如期在8月29日發(fā)射。美國科技界普遍對這次發(fā)射推遲抱以“意料之中”的態(tài)度,因?yàn)樵摶鸺酥林胤翟虑虻摹鞍栠瘡浰埂庇?jì)劃一再拖延都已經(jīng)是常態(tài)。為何美國重返月球之旅會如此步履維艱呢?

        超級火箭發(fā)射至少推遲了16次

        這次發(fā)射推遲的SLS火箭堪稱美國重返月球任務(wù)的核心,但在其研制過程中拖延癥屢屢發(fā)作,首次發(fā)射時間從2016年一直推遲到2022年,造成嚴(yán)重費(fèi)用超標(biāo),美國國家航空航天局(NASA)監(jiān)察長辦公室警告稱,“SLS的發(fā)射成本過于昂貴,不可持續(xù)”。

        在8月29日的發(fā)射準(zhǔn)備過程中,SLS火箭就一路不順。最初是發(fā)射架頻繁遭到閃電襲擊,導(dǎo)致燃料加注作業(yè)比預(yù)定時間晚了近兩小時。在燃料加注過程中,又出現(xiàn)液氫泄漏問題而一度叫停,最終NASA通過“終止后重啟”燃料加注程序后暫時得到解決。

        但此后NASA又發(fā)現(xiàn),SLS火箭主發(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障。根據(jù)設(shè)計(jì),4臺主發(fā)動機(jī)需要預(yù)先冷卻到預(yù)定溫度,但其中3號發(fā)動機(jī)始終無法達(dá)到發(fā)射允許的條件。在經(jīng)過緊張搶修無果后,NASA在最后幾分鐘取消了發(fā)射程序。

        NASA雖然表示在9月還有發(fā)射機(jī)會,但美國航天觀察家埃里克·伯杰表示,NASA事實(shí)上從來沒有徹底解決SLS火箭的技術(shù)問題。從今年4月開始,NASA先后進(jìn)行了4次“濕彩排”測試。在此期間,SLS火箭演練了從加注燃料到發(fā)動機(jī)點(diǎn)火前10秒的全過程,以檢查是否有隱患存在。但這4次測試都提前結(jié)束,最接近成功的第4次也不過執(zhí)行到發(fā)射前29秒。由于“濕彩排”測試屢次因?yàn)榘l(fā)生故障被打斷,NASA為了檢測發(fā)射流程的后半部分是否有問題而采取“作弊”手段。在第4次“濕彩排”測試時就出現(xiàn)密封泄漏,但為完成測試,NASA選擇通過電腦程序屏蔽這個問題繼續(xù)后續(xù)測試,結(jié)果跳過了檢測發(fā)動機(jī)冷卻的步驟。他表示:“如果NASA按照流程執(zhí)行,很可能早已經(jīng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致29日發(fā)射推遲的問題?!贝送猓诎l(fā)射中出現(xiàn)的泄漏問題早在“濕彩排”測試時就已經(jīng)多次出現(xiàn),證明NASA并未能徹底消除這個隱患。

        據(jù)美國“太空”網(wǎng)站8月29日報(bào)道,之所以NASA要在SLS火箭尚未完成完整的“濕彩排”測試的情況下,就急著準(zhǔn)備發(fā)射,根本原因就在于其進(jìn)度已經(jīng)嚴(yán)重落后。報(bào)道稱,SLS火箭并非重新研制。2005年,美國布什政府提出雄心勃勃的“星座”計(jì)劃,準(zhǔn)備用全新研制的“戰(zhàn)神”系列火箭將“獵戶座”飛船送往月球和火星。但2010年奧巴馬政府以經(jīng)費(fèi)不足、進(jìn)度遲緩等理由宣布“星座”計(jì)劃下馬。為維系美國的載人航天能力,NASA于2011年確認(rèn)研制SLS火箭。它大量采用航天飛機(jī)的成熟技術(shù)。例如,SLS使用的RS-25發(fā)動機(jī),就來自于建造航天飛機(jī)時的剩余庫存;它的兩個固體火箭助推器,也是航天飛機(jī)助推器的改進(jìn)放大版。

        然而讓外界難以理解的是,采用大量成熟技術(shù)的SLS火箭,卻在研制進(jìn)度上一拖再拖。“太空”網(wǎng)站稱,SLS火箭最初預(yù)計(jì)于2016年底首飛,但受預(yù)算問題、設(shè)計(jì)變更、政治障礙等諸多因素影響,首飛時間至少改變了16次,一路推遲到2022年。

        “太空”網(wǎng)站稱,NASA監(jiān)察長辦公室于2021年11月發(fā)布的報(bào)告顯示,SLS火箭的研制和建造費(fèi)用一路飛漲,最初開發(fā)預(yù)算為100億美元,但如今僅研發(fā)預(yù)算就已經(jīng)高達(dá)360億美元,這還不算每次發(fā)射的41億美元額外費(fèi)用。該報(bào)告嚴(yán)厲批評道,“SLS發(fā)射成本過于昂貴,不可持續(xù)”。

        美國媒體關(guān)于為何SLS火箭研制進(jìn)度如此緩慢的討論很多。普遍觀點(diǎn)認(rèn)為,這與NASA和美國傳統(tǒng)太空企業(yè)缺乏創(chuàng)新、官僚主義嚴(yán)重,白宮太空政策的反復(fù)變更以及美國航天配套產(chǎn)業(yè)的衰落等因素都有關(guān)系。NASA曾多次表示,需要學(xué)習(xí)SpaceX公司等美國私營航天企業(yè)的創(chuàng)新精神,并將載人月球著陸器的研制任務(wù)交給SpaceX公司的“星船”項(xiàng)目?!疤铡本W(wǎng)站也表示,如果“星船”能按計(jì)劃實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度發(fā)射,官方主導(dǎo)的“阿爾忒彌斯”計(jì)劃有可能被取消。

        載人飛船也是一個未知數(shù)

        完整的“阿爾忒彌斯”計(jì)劃包括六大組成部分:SLS火箭、“獵戶座”載人飛船、探索地面系統(tǒng)、載人登月系統(tǒng)、“門戶”月球軌道空間站和“阿爾忒彌斯大本營”月球基地。美國重返月球計(jì)劃最關(guān)鍵的“阿爾忒彌斯1號”到“阿爾忒彌斯4號”任務(wù),主要涉及前四部分,但“獵戶座”載人飛船和載人登月系統(tǒng)能否如期完成也有很多未知數(shù)。

        根據(jù)NASA官網(wǎng)介紹,作為美國新一代載人太空飛船,“獵戶座”飛船可以容納4名航天員,執(zhí)行前往國際空間站、月球乃至火星的深空探測任務(wù)。英國廣播公司稱,“獵戶座”飛船外形與50年前搭載3名航天員前往月球的“阿波羅”載人飛船非常類似,但“阿波羅”飛船只會在太空停留幾天,而“獵戶座”飛船預(yù)計(jì)將飛行至少21天。美國SpaceX公司研制的載人“龍”飛船和波音公司的CST-100飛船問世后,“獵戶座”飛船狹窄的居住環(huán)境引發(fā)很多抱怨。美國航天員斯蒂夫·鮑文在談及對“獵戶座”飛船的第一印象時說:“實(shí)在太狹小了,對4個人來說真的很擠?!?/p>

        而NASA堅(jiān)持稱,與主要執(zhí)行近地軌道任務(wù)的載人“龍”飛船和CST-100飛船不同,“獵戶座”飛船將負(fù)責(zé)長時間的深空探測任務(wù),因此,安全可靠性必須放在第一位,舒適性只能往后排。

        “獵戶座”飛船備受詬病的另一個原因是,它早在2006年就啟動研制工作,可直到2014年才搭載“德爾塔IV”火箭首次升空測試。這次與SLS合體發(fā)射才是它的第二次升空,主要測試其隔熱罩的性能,因?yàn)轱w船將以前所未有的每小時4萬公里的速度進(jìn)入地球大氣層,必須承受2800攝氏度的高溫考驗(yàn)。

        按照NASA計(jì)劃,“阿爾忒彌斯3號”任務(wù)最早將于2025年正式開始載人登月。負(fù)責(zé)將航天員送上月球的載人航天器是SpaceX公司的“星船”。但“星船”項(xiàng)目尚在研制中,到目前為止還從未正式進(jìn)入太空,何時具備載人能力也沒有明確時間表。

        此外,美國航天員登月所需的艙外航天服能否按時完成也并不樂觀。2021年NASA總監(jiān)察長保羅·馬丁承認(rèn),“艙外航天服的研制工作出現(xiàn)重大延誤”。NASA原計(jì)劃于2024年11月之前生產(chǎn)兩套用于在月球表面活動的“艙外探索機(jī)動裝置”,但航天服最早要到2025年4月才能準(zhǔn)備好,距離徹底完成還得再等幾年。

        美俄交惡影響空間站計(jì)劃

        作為美國登月計(jì)劃的遠(yuǎn)景規(guī)劃,“門戶”月球軌道空間站和“阿爾忒彌斯大本營”月球基地更是雄心勃勃。但美國《新科學(xué)家》網(wǎng)站稱,這些計(jì)劃能否最終落實(shí),還取決于未來的國際合作。

        “門戶”月球軌道空間站由美國、俄羅斯、歐洲、日本、加拿大等共同建造,其中,加拿大提供先進(jìn)機(jī)器人;歐洲航天局負(fù)責(zé)國際居住艙、部署科學(xué)有效載荷和立方體衛(wèi)星的科學(xué)氣閘艙;日本提供居住艙部件和后勤補(bǔ)給等。它將不僅作為人類登月的轉(zhuǎn)運(yùn)站,而且將為今后的登陸火星服務(wù)。在NASA原先的設(shè)計(jì)中,“獵戶座”飛船運(yùn)送航天員先抵達(dá)“門戶”空間站,然后換乘載人著陸系統(tǒng)降落在月面;從月球表面返回時,同樣先在“門戶”空間站中轉(zhuǎn),再換乘“獵戶座”返回地球。但同樣由于進(jìn)度延誤,“門戶”空間站無法加入“阿爾忒彌斯3號”任務(wù)。此外,隨著美俄關(guān)系惡化,兩國太空合作也宣告破裂,原先由俄羅斯火箭負(fù)責(zé)運(yùn)送的空間站組件計(jì)劃也需要重新修改。

        “阿爾忒彌斯大本營”月球基地則由月球地形車、可居住移動平臺(加壓月球車)、月球基地居住艙、電力系統(tǒng)及原位資源利用系統(tǒng)等組成。但該計(jì)劃耗資更大,不確定因素更多。

        (摘自《環(huán)球時報(bào)》晨陽)

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