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，是美國國家航空航天局（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年來最重要的項(xiàng)目。

希臘傳說中，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”。

航天飛機(jī)“火箭版”

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”火箭面前敗下陣來。

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，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45噸載荷進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，和曾經(jīng)的“土星五號”登月火箭是同一級別。

56年前，轉(zhuǎn)運(yùn)中的首枚土星五號火箭，歷史總是驚人的相似 |NASA

不過，“土星五號”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已經(jīng)非常昂貴的SLS，導(dǎo)致它幾乎沒有價(jià)值從圖紙中“復(fù)出”。

SLS的研發(fā)也沒有用到太多“土星五號”的技術(shù)。畢竟，上世紀(jì)70年代“土星五號”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)。可以看出SLS和航天飛機(jī)有著明顯的代際傳承 | NASA

SLS的核心推力來自兩個(gè)固體燃料助推器，就是航天飛機(jī)助推器的升級版。單臺推力達(dá)1600噸，自重僅725噸，126秒就全部工作完畢。換句話說，這一個(gè)助推器就能把我國最重的長征五號火箭（起飛重量最大約870噸）推起來，真正的暴力怪獸。

SLS的芯一級則主要結(jié)合了航天飛機(jī)核心發(fā)動機(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臺火箭發(fā)動機(jī)，都是之前航天飛機(jī)飛過多次的主發(fā)動機(jī) |NASA/Eric Bordelon

配合不同版本的上面級和逃逸塔等，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。

吞金巨獸

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)升級改造而來，它也注定是個(gè)價(jià)值不菲的燒錢項(xiàng)目。

RS-25系列發(fā)動機(jī)，見證了一系列超級昂貴的航天運(yùn)載器 | NASA

僅以4臺核心發(fā)動機(jī)為例，SLS要用的是RS-25D和升級版本的RS-25E，它們已經(jīng)在航天飛機(jī)時(shí)代被證明過優(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)動機(jī)的合同來看，單臺發(fā)動機(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臺發(fā)動機(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版本、SLS需要使用的兩個(gè)不同類型上面級，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，研發(fā)費(fèi)用同樣驚人。

從公開數(shù)據(jù)來看，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6億美元的測試、總裝等輔助開支，以及前期預(yù)研的各型號火箭開支。

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方面，也提出了前所未有的需求。

綜合起來，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，一邊也在不斷推遲，大家都成了“鴿王”，也都成了“吞金獸”。

處境尷尬？

按照目前NASA發(fā)言人的說法，已經(jīng)確定下來的前4次阿爾忒彌斯任務(wù)，單次發(fā)射成本超過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)祟愄煳氖返奈磥怼?/p>

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，未來還有星艦 | SpaceX

如果只是貴，但能夠壟斷，倒也沒什么，關(guān)鍵是有同行來襯托，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)旗艦級木星探測任務(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！省下來的錢能做再做2-3個(gè)深空探測器了。

目前來看，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)行一系列測試 |Nic Ansuini / NASASpaceFlight

更大的沖擊或許來自與阿爾忒彌斯首次任務(wù)同時(shí)期的SpaceX星艦首飛測試。星艦的運(yùn)載能力完全不輸SLS，未來實(shí)現(xiàn)在軌推進(jìn)劑加注之后，甚至能夠大幅超過SLS。

按照今年2月SpaceX最新發(fā)布會的說法，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1000萬美元。

這可是1000萬對20億?。?/p>

星艦和SLS的對決，才剛剛開始 |James Vaughan

SLS會不會出道即巔峰，大笑過后發(fā)現(xiàn)小丑竟是它自己？我們還需等到今年5月拭目以待。

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