新一代登月火箭，太空發(fā)射系統(tǒng)（Space Launch System，SLS），首次現(xiàn)出了真身。
轉(zhuǎn)運(yùn)中的首枚SLS火箭 |ULA
當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月17日（北京時(shí)間18日），美國(guó)佛羅里達(dá)肯尼迪航天中心，用于首秀的SLS火箭從VAB總裝大樓推出，運(yùn)往39B工位進(jìn)行發(fā)射前的所謂“濕彩排”演練。
如果不再推遲的話，這枚火箭預(yù)計(jì)在今年5月執(zhí)行阿爾忒彌斯計(jì)劃的首個(gè)任務(wù)，攜帶新一代獵戶座飛船和多個(gè)載荷環(huán)繞月球。無(wú)人試飛的獵戶座飛船，將在大約26天后返回地球。
轉(zhuǎn)運(yùn)前位于VAB總裝大樓的SLS火箭，頂部為逃逸塔和獵戶座飛船 | NASA/Joel Kowsky/Glenn Benson
阿爾忒彌斯計(jì)劃，是美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）制定的載人重返月球計(jì)劃，包括登月火箭、登月飛船、環(huán)繞月球空間站、月球著陸器和月球表面探索開發(fā)等一系列重大工程，是NASA近30年來(lái)最重要的項(xiàng)目。
希臘傳說(shuō)中，阿爾忒彌斯和阿波羅是孿生姐弟。53年前，用弟弟阿波羅命名的月球探測(cè)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)了人類在月球上的“一小步”。如今，阿爾忒彌斯將在月球乃至宇宙開發(fā)中邁出“下一步”。
工欲善其事，必先利其器。重返月球這樣的龐大航天工程，必先建造最先進(jìn)的重型火箭，這便是SLS誕生的最初目的。
在上世紀(jì)60年代，蘇美展開激烈的太空競(jìng)賽，劍指登月，最后蘇聯(lián)徹底落敗的根本原因就在于，N1登月火箭在“土星五號(hào)”火箭面前敗下陣來(lái)。
因此，SLS的研發(fā)是為阿爾忒彌斯計(jì)劃做出的最重要鋪墊。此外，它也可以服務(wù)于其他任務(wù)，滿足重型航天器和大型深空探測(cè)器的發(fā)射需求。
SLS有多個(gè)版本，能力和功能不盡相同 | NASA
從賬面指標(biāo)即可看出SLS的定位之高。它預(yù)計(jì)采取模塊化方式設(shè)計(jì)多個(gè)適配型號(hào)，既能用于載人航天、又有純貨運(yùn)版本，近地軌道運(yùn)力從95噸到130噸不等，最大能力可發(fā)射超過(guò)45噸載荷進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，和曾經(jīng)的“土星五號(hào)”登月火箭是同一級(jí)別。
56年前，轉(zhuǎn)運(yùn)中的首枚土星五號(hào)火箭，歷史總是驚人的相似 |NASA
不過(guò)，“土星五號(hào)”幾乎就是為登月這一目的而生的，任務(wù)適應(yīng)性和性價(jià)比都不如SLS，且它的價(jià)格折算到今天依然大幅超過(guò)已經(jīng)非常昂貴的SLS，導(dǎo)致它幾乎沒(méi)有價(jià)值從圖紙中“復(fù)出”。
SLS的研發(fā)也沒(méi)有用到太多“土星五號(hào)”的技術(shù)。畢竟，上世紀(jì)70年代“土星五號(hào)”退役后，以航天飛機(jī)為代表的運(yùn)載火箭技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，這些新技術(shù)也成為SLS的基礎(chǔ)。
甚至乍一看，SLS幾乎就是航天飛機(jī)的“火箭版本”。
2011年航天飛機(jī)的最后一次轉(zhuǎn)運(yùn)?？梢钥闯鯯LS和航天飛機(jī)有著明顯的代際傳承 | NASA
SLS的核心推力來(lái)自兩個(gè)固體燃料助推器，就是航天飛機(jī)助推器的升級(jí)版。單臺(tái)推力達(dá)1600噸，自重僅725噸，126秒就全部工作完畢。換句話說(shuō)，這一個(gè)助推器就能把我國(guó)最重的長(zhǎng)征五號(hào)火箭（起飛重量最大約870噸）推起來(lái)，真正的暴力怪獸。
SLS的芯一級(jí)則主要結(jié)合了航天飛機(jī)核心發(fā)動(dòng)機(jī)RS-25D，以及“大橙罐”液氧液氫推進(jìn)劑貯箱。
首枚SLS火箭使用的4臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，都是之前航天飛機(jī)飛過(guò)多次的主發(fā)動(dòng)機(jī) |NASA/Eric Bordelon
配合不同版本的上面級(jí)和逃逸塔等，火箭也因而形成了不同的版本，適用于不同發(fā)射任務(wù)類型。
SLS并非是顛覆性的新型火箭，但即便是基于航天飛機(jī)的遺產(chǎn)升級(jí)改造而來(lái)，它也注定是個(gè)價(jià)值不菲的燒錢項(xiàng)目。
RS-25系列發(fā)動(dòng)機(jī)，見證了一系列超級(jí)昂貴的航天運(yùn)載器 | NASA
僅以4臺(tái)核心發(fā)動(dòng)機(jī)為例，SLS要用的是RS-25D和升級(jí)版本的RS-25E，它們已經(jīng)在航天飛機(jī)時(shí)代被證明過(guò)優(yōu)異的可靠性和可復(fù)用性，幾乎是液氫液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的天花板技術(shù)。
但代價(jià)也極其高昂：以洛克達(dá)因公司為SLS火箭供應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的合同來(lái)看，單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)本身的費(fèi)用就高達(dá)約1億美元，而SLS單次發(fā)射就要使用4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，而且用完即扔不回收，這就已經(jīng)是費(fèi)用驚人了。
而諾格公司供應(yīng)的航天飛機(jī)固體助推器和其升級(jí)版本、SLS需要使用的兩個(gè)不同類型上面級(jí)，都需要進(jìn)行大量重新密集研發(fā)，這部分開支同樣驚人。
SLS的研發(fā)，還伴隨著新一代載人飛船“獵戶座”的研發(fā)，后者的目標(biāo)是超越阿波羅、直抵火星和深空探測(cè)，研發(fā)費(fèi)用同樣驚人。
從公開數(shù)據(jù)來(lái)看，在尚未開始進(jìn)行第一次阿爾忒彌斯任務(wù)之前，火箭和飛船已經(jīng)各自消耗掉了超過(guò)200億美元的預(yù)算。而這甚至還不包括SLS每年約6億美元的測(cè)試、總裝等輔助開支，以及前期預(yù)研的各型號(hào)火箭開支。
獵戶座飛船和SLS火箭每年燒掉的預(yù)算|本文作者
因此，SLS的研發(fā)和燒錢不是個(gè)獨(dú)立事件，它是以阿爾忒彌斯計(jì)劃為代表的龐大新一代航天技術(shù)突破中的一環(huán)，始終伴隨著“獵戶座”飛船、“月球門戶”空間站等的研發(fā)進(jìn)程，且它本身在更先進(jìn)的固體燃料助推器、更高性能的低溫上面級(jí)方面，也提出了前所未有的需求。
綜合起來(lái)，不僅SLS，所有相關(guān)項(xiàng)目都隨著彼此的發(fā)展，一邊在不斷升級(jí)，一邊也在不斷推遲，大家都成了“鴿王”，也都成了“吞金獸”。
按照目前NASA發(fā)言人的說(shuō)法，已經(jīng)確定下來(lái)的前4次阿爾忒彌斯任務(wù)，單次發(fā)射成本超過(guò)40億美元，讓業(yè)內(nèi)人士大吃一驚。
畢竟，連“鴿王之王”詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡都“才”花費(fèi)了100億美元，但背后是20國(guó)科學(xué)家持續(xù)30年的研發(fā)和注定改變?nèi)祟愄煳氖返奈磥?lái)。
雖然這40億美元中包含了大量昂貴的載荷和其他費(fèi)用，但據(jù)估計(jì)SLS火箭占其中一半以上，實(shí)在太貴了。
SLS研發(fā)中半路殺出的重型獵鷹（如圖）已經(jīng)讓它處境極為不利，未來(lái)還有星艦 | SpaceX
如果只是貴，但能夠壟斷，倒也沒(méi)什么，關(guān)鍵是有同行來(lái)襯托，SLS就顯得尷尬了。
這其中最大的鯰魚，就是快速崛起的SpaceX。一個(gè)標(biāo)志性事件是，2021年7月NASA正式宣布重型獵鷹火箭拿走了原本屬于SLS的“歐羅巴快船”發(fā)射訂單。
“歐羅巴快船”任務(wù)將多次近距離飛掠探測(cè)木衛(wèi)二，探索那里的冰下海洋是否存在適宜生命生存的環(huán)境 |NASA/JPL-Caltech
SpaceX給NASA這個(gè)旗艦級(jí)木星探測(cè)任務(wù)開出的發(fā)射報(bào)價(jià)為1.78億美元，僅為SLS發(fā)射成本的十分之一不到！省下來(lái)的錢能做再做2-3個(gè)深空探測(cè)器了。
目前來(lái)看，隨著SLS身價(jià)繼續(xù)飆升，它的潛在訂單依然有流失的可能性。
同一時(shí)間，星艦S20和超重B4在星艦基地再次完成合體，將進(jìn)行一系列測(cè)試 |Nic Ansuini / NASASpaceFlight
更大的沖擊或許來(lái)自與阿爾忒彌斯首次任務(wù)同時(shí)期的SpaceX星艦首飛測(cè)試。星艦的運(yùn)載能力完全不輸SLS，未來(lái)實(shí)現(xiàn)在軌推進(jìn)劑加注之后，甚至能夠大幅超過(guò)SLS。
按照今年2月SpaceX最新發(fā)布會(huì)的說(shuō)法，星艦?zāi)軐?shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)、快速發(fā)射和全箭復(fù)用等多個(gè)顛覆性創(chuàng)造。最關(guān)鍵的，單次發(fā)射成本可以壓低到1000萬(wàn)美元。
這可是1000萬(wàn)對(duì)20億?。?/p>
星艦和SLS的對(duì)決，才剛剛開始 |James Vaughan
SLS會(huì)不會(huì)出道即巔峰，大笑過(guò)后發(fā)現(xiàn)小丑竟是它自己？我們還需等到今年5月拭目以待。
