執(zhí)行美國“重返月球”計劃首次發(fā)射任務(wù)的太空發(fā)射系統(tǒng)（簡稱SLS重型火箭）。
作為美國“重返月球”計劃的首次發(fā)射，由太空發(fā)射系統(tǒng)（簡稱SLS重型火箭）執(zhí)行的阿爾忒彌斯一號任務(wù)可謂一波三折。原定于8月29日的第一發(fā)射窗口，發(fā)射前40分鐘由于傳感器故障發(fā)射程序中止，同時由于在2小時的發(fā)射窗口期內(nèi)未解決問題，導(dǎo)致發(fā)射推遲至9月4日。在9月4日的第二發(fā)射窗口前3小時，美國國家航空航天局（NASA）宣布液氫加注管與火箭快速對接口處發(fā)生嚴(yán)重泄漏，發(fā)射任務(wù)再次推遲。據(jù)外媒報道，下一個發(fā)射窗口可能安排在9月27日。其間，這個近百米高的“大家伙”是在發(fā)射臺上繼續(xù)等待，還是返回垂直總裝廠房進(jìn)行檢測，也是留給美國國家航空航天局的一個難題。
美國為何研制SLS重型火箭？SLS重型火箭發(fā)射為何一推再推？它與美國太空探索技術(shù)公司（簡稱SpaceX）的超重-星艦之間有什么關(guān)系？讓我們一一揭曉謎團(tuán)。
航天飛機的替代者
20世紀(jì)90年代后，美國太空優(yōu)勢明顯。其主打的航天飛機即便在今天，在技術(shù)上也足夠先進(jìn)，但航天飛機有一個致命弱點，沒有逃逸系統(tǒng)。作為載人航天器，無論可靠性有多高，都面臨發(fā)射失利的風(fēng)險，一旦出現(xiàn)威脅航天員生命的故障，就需要逃逸系統(tǒng)將航天員快速帶離危險。美國“土星五號”、俄羅斯“聯(lián)盟號”等飛船采用的有塔逃逸模式，SpaceX公司的獵鷹9號“龍”飛船采用的自逃逸模式，都能讓航天員在危急時刻幸免于難。然而，“挑戰(zhàn)者”號和“哥倫比亞”號航天飛機的兩次事故，14名宇航員遇難，讓航天飛機備受指責(zé)，也讓美國下定決心研制新型載人航天器。幾經(jīng)波折，美國最終確定使用SLS重型火箭代替航天飛機。
由于技術(shù)難度大、系統(tǒng)復(fù)雜等因素，原定于2017年首飛的SLS重型火箭被整整推后5年，總耗資超過200億美元。盡管問題層出不窮，進(jìn)度一拖再拖，但無論是特朗普政府、還是拜登政府，都對SLS重型火箭研制工作大開綠燈。從某種程度上講，SLS重型火箭是美國航天技術(shù)的集大成者，NASA期待借此重現(xiàn)“阿波羅”時代的發(fā)展模式：由國家主導(dǎo)，推動航天事業(yè)快速發(fā)展。
老問題影響首飛
SLS重型火箭首飛為何一推再推？事實上，在航天飛機時代，因發(fā)動機問題和液體推進(jìn)劑泄漏造成的發(fā)射推遲就曾多次出現(xiàn)。SLS重型火箭和航天飛機使用相同的RS-25系列氫氧發(fā)動機，這是世界上推力最大的閉式循環(huán)氫氧發(fā)動機，具備自診斷能力，缺點是由于系統(tǒng)過于復(fù)雜，存在“誤診”可能。SLS重型火箭首次發(fā)射推遲，就是由于“誤診”引起的。然而，作為美國空間探索工程的專用發(fā)動機，這種謹(jǐn)慎的設(shè)計仍有必要。
SLS重型火箭還繼承了航天飛機的液氫液氧推進(jìn)劑。業(yè)界有一種說法：“美國的氫氧、俄國的煤油、老馬（馬斯克）的甲烷”，指的是在液體發(fā)動機主流推進(jìn)劑方向上的3大翹首。其中，美國青睞的氫氧推進(jìn)劑在3種推進(jìn)劑中比沖（效率）最高，但由于氫氣極易泄漏，與氧氣或空氣混合后容易爆炸，因此一旦發(fā)現(xiàn)氫氣的泄漏量超標(biāo)，同時在短時間內(nèi)處理不了，就會導(dǎo)致發(fā)射推遲。
被“取代”風(fēng)險猶存
當(dāng)SLS重型火箭矗立在佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心的發(fā)射工位上時，遠(yuǎn)在得克薩斯州的博卡奇卡，SpaceX公司的超重-星艦也在緊張地試飛。比起2010年開始研制的SLS重型火箭，超重-星艦是名副其實的“后輩”。自馬斯克2016年提出載人登陸火星計劃以來，超重-星艦方案幾經(jīng)變更，2019年才進(jìn)入發(fā)展“快車道”。從2020年8月5日原型樣機首次完成150米高空懸浮跳躍飛行試驗，到2021年5月5日進(jìn)行高空飛行測試，并成功完成回收著陸，再到2022年計劃首飛，超重-星艦3年3大步，直追SLS重型火箭研制進(jìn)度。同為運載能力百噸級的重型火箭，SLS重型火箭和超重-星艦有著明顯不同。SLS重型火箭相當(dāng)于“國家隊”代表，其特點是研制程序按部就班、實驗項目一個不少，目標(biāo)單一明確，不求重復(fù)使用。而超重-星艦商業(yè)色彩濃厚，方案多線并行，模式靈活創(chuàng)新，追求重復(fù)使用。兩種模式各有優(yōu)劣，一個強調(diào)“穩(wěn)字當(dāng)頭”，一個追求“快字優(yōu)先”，前者意在實現(xiàn)載人登月，后者欲搶占商業(yè)發(fā)射市場份額，無論哪一型研制成功，都將在世界航天史上留下痕跡。
SLS重型火箭能否在9月下旬順利首飛，目前仍未可知。畢竟，美國已有10年未組織如此復(fù)雜的重型火箭發(fā)射任務(wù)，射前出現(xiàn)插曲也不意外。可以肯定的是，SLS重型火箭一定會首飛，至于美國重返月球的阿爾忒彌斯計劃能否順利實施，還有待觀察。如果SLS重型火箭前期發(fā)射任務(wù)多次失利，整個工程將面臨下馬風(fēng)險。另外，如果超重-星艦實現(xiàn)完全可重復(fù)使用，SLS重型火箭還面臨被取代風(fēng)險，其未來發(fā)展將更加撲朔迷離。（少謀）