·NASA登月火箭太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）是美國(guó)重返月球甚至載人登陸火星的重中之重。 SLS是目前全球推力最大的運(yùn)載火箭，幾大構(gòu)型分階段研發(fā)，一旦完成開發(fā)，SLS能讓宇航員開始探索太陽(yáng)系深處的目的地。

·NASA計(jì)劃在月球軌道開發(fā)繞月空間站“月球門戶”，利用SLS火箭或商業(yè)火箭發(fā)射組件，在太空組裝。未來(lái)宇航員將乘坐獵戶座飛船，搭乘SLS火箭前往月球軌道。獵戶座飛船會(huì)與“月球門戶”對(duì)接，宇航員轉(zhuǎn)移到人類著陸系統(tǒng)，前往月球表面探索。

美東時(shí)間11月16日， 在美國(guó)佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心39B發(fā)射臺(tái)，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）史上最強(qiáng)運(yùn)載火箭太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）首飛升空，執(zhí)行無(wú)人繞月飛行測(cè)試任務(wù)“阿爾忒彌斯1號(hào)”，獵戶座飛船開啟繞月之旅。

NASA史上最強(qiáng)運(yùn)載火箭太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）11月16日首飛升空。

全國(guó)空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩對(duì)澎湃新聞（www.xinlihui.cn）表示，本次發(fā)射的最大亮點(diǎn)之一便是SLS首飛，SLS是美國(guó)重返月球甚至載人登陸火星的重中之重。 SLS是目前全球推力最大的運(yùn)載火箭，采用了部分航天飛機(jī)技術(shù)，借鑒了美國(guó)戰(zhàn)神運(yùn)載火箭的研制思路，因此SLS的推力比土星五號(hào)火箭更大。幾大構(gòu)型分階段研發(fā)，緩解了技術(shù)和資金壓力。

“阿爾忒彌斯1號(hào)”最重要的任務(wù)之一就是試驗(yàn)SLS火箭，能否成功影響著后續(xù)“阿爾忒彌斯2號(hào)”（Artemis II）和“阿爾忒彌斯3號(hào)”（Artemis III）等計(jì)劃的開展。NASA計(jì)劃在月球軌道開發(fā)繞月空間站“月球門戶”，利用SLS火箭或商業(yè)火箭發(fā)射組件，在太空組裝。

未來(lái)宇航員將乘坐獵戶座飛船，搭乘SLS火箭前往月球軌道。獵戶座飛船會(huì)與“月球門戶”對(duì)接，宇航員轉(zhuǎn)移到人類著陸系統(tǒng)，前往月球表面探索?！拜d人登火星也可能從月球空間站出發(fā)，這樣更經(jīng)濟(jì)，因?yàn)樘找苄×耍瑥哪浅霭l(fā)就不需要大推力火箭。”龐之浩表示。

從阿波羅登月計(jì)劃到“阿爾忒彌斯”計(jì)劃重返月球

在NASA的官網(wǎng)上，他們列舉的5條重返月球的理由是：對(duì)包括探索火星在內(nèi)的一系列未來(lái)探索計(jì)劃所需的技術(shù)、能力和商業(yè)路徑進(jìn)行驗(yàn)證；通過(guò)對(duì)月球的研究來(lái)了解地球、月球和太陽(yáng)系的起源和歷史；擴(kuò)大美國(guó)的全球經(jīng)濟(jì)影響力，同時(shí)在月球上建立美國(guó)的領(lǐng)導(dǎo)力并顯示美國(guó)的存在；拓寬貿(mào)易和國(guó)際合作伙伴；激勵(lì)下一代投身科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）。

上世紀(jì)六七十年代，美蘇掀起了人類第一次探月熱潮。這一時(shí)期，蘇聯(lián)為登月研發(fā)的N1重型運(yùn)載火箭四次發(fā)射失敗。“而美國(guó)的土星五號(hào)火箭發(fā)射成功，結(jié)果在美蘇載人登月的競(jìng)爭(zhēng)中，美國(guó)取得了領(lǐng)先位置。后來(lái)蘇聯(lián)就轉(zhuǎn)移了方向，搞空間站去了。”

土星五號(hào)是NASA建造的重型運(yùn)載火箭，在上世紀(jì)六七十年代被用于阿波羅計(jì)劃，也用于發(fā)射天空實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃。首枚土星五號(hào)于1967年發(fā)射阿波羅4號(hào)。1969年7月，由土星五號(hào)發(fā)射的阿波羅11號(hào)任務(wù)首次將宇航員送上月球，完成了美國(guó)前總統(tǒng)約翰·肯尼迪1961年設(shè)定的目標(biāo)，人類實(shí)現(xiàn)登月夢(mèng)。

土星五號(hào)運(yùn)載火箭。

1972年，阿波羅17號(hào)任務(wù)返回地球，阿波羅登月計(jì)劃全部結(jié)束。土星五號(hào)火箭也因?yàn)榘⒉_計(jì)劃的突然中止而被無(wú)限期束之高閣。不過(guò)，阿波羅登月計(jì)劃12年來(lái)成功進(jìn)行了6次載人登月，12名宇航員登上了月球。

進(jìn)入21世紀(jì)，人類第二次探月熱潮興起。近20年來(lái)，NASA一直試圖制造一枚巨大的新型火箭。2004年，NASA宣布了“戰(zhàn)神5號(hào)”火箭計(jì)劃，作為其2020年重返月球的“星座計(jì)劃”的一部分。

但在一段時(shí)間內(nèi)，NASA一直在月球和火星兩個(gè)目的地之間搖擺，無(wú)法確定究竟是先載人登陸火星還是重返月球，NASA也無(wú)法承受同時(shí)開展兩個(gè)項(xiàng)目所需要的巨額開支。

后來(lái)“星座計(jì)劃”被取消，美國(guó)突出強(qiáng)調(diào)前往火星的重要性。直到特朗普當(dāng)選美國(guó)總統(tǒng)后，把重返月球置于更加重要的位置。2019年，他要求國(guó)會(huì)對(duì)NASA增加16億美元資金，以實(shí)現(xiàn)在2024年以前重新登月的目標(biāo)。

“阿爾忒彌斯”將“星座計(jì)劃”取而代之。NASA希望通過(guò)“阿爾忒彌斯”計(jì)劃重返月球，將首位女性和首位有色人種送上月球表面，為長(zhǎng)期駐留月球、送人前往火星鋪路。不過(guò)，“星座計(jì)劃”中的一些子項(xiàng)目被保留下來(lái)，比如獵戶座飛船在過(guò)渡中幸存了下來(lái)，五段式固體火箭助推器原本是“戰(zhàn)神1號(hào)”火箭的一部分，結(jié)果在SLS中找到了新生命。

據(jù)space.com報(bào)道，美國(guó)國(guó)會(huì)曾在十多年前提出NASA建造用于深空探索的新火箭SLS，要求NASA使用航天飛機(jī)的固體火箭助推器等傳統(tǒng)硬件。

2014年，NASA宣布其史上最強(qiáng)運(yùn)載火箭SLS已通過(guò)嚴(yán)格的關(guān)鍵性評(píng)審，正式從設(shè)計(jì)進(jìn)入建設(shè)階段。當(dāng)時(shí)首飛目標(biāo)設(shè)在2017年，不過(guò)后來(lái)首飛時(shí)間一再推遲。

NASA登月火箭SLS。

今年，NASA原計(jì)劃當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月1日-3日開展?jié)裱b彩排測(cè)試，也就是“阿爾忒彌斯1號(hào)”不載人月球任務(wù)發(fā)射前的最后一次重要測(cè)試。但測(cè)試過(guò)程充滿曲折，不僅遭到四次雷擊，還遭遇液氫泄漏。

4月中旬，NASA宣布要將肯尼迪航天中心39B發(fā)射臺(tái)上的SLS火箭撤離，運(yùn)回到火箭裝配大樓進(jìn)行各種維修，更換有故障的上面級(jí)止回閥，修復(fù)液氫泄漏問(wèn)題。到了6月初，SLS和獵戶座飛船再次從火箭裝配大樓出發(fā)，前往39B發(fā)射臺(tái)測(cè)試。

而定于11月16日重啟發(fā)射前，“阿爾忒彌斯1號(hào)”任務(wù)也歷經(jīng)多次推遲。由于8月底出現(xiàn)的溫度傳感器故障，以及9月初火箭和移動(dòng)發(fā)射裝置之間的接口處液氫泄漏問(wèn)題，NASA放棄了兩次發(fā)射嘗試。受颶風(fēng)“伊恩”的影響，9月26日，工程師把登月火箭從發(fā)射臺(tái)上撤回到火箭裝配大樓。

美重返月球的重中之重：SLS是目前全球推力最大火箭

“美國(guó)研制重型運(yùn)載火箭，不光是要重返月球，另外還要載人登火星。美國(guó)阿波羅登月1972年結(jié)束，之后美國(guó)也多次反復(fù)要重返月球或者載人登陸火星，但一直沒有做成。現(xiàn)在經(jīng)過(guò)多年研制，現(xiàn)在終于到了首次升空的時(shí)刻了，所以舉世矚目。”龐之浩表示。

NASA登月火箭SLS。

SLS是NASA為深空探索研發(fā)的有史以來(lái)最強(qiáng)大的超級(jí)重型運(yùn)載火箭，也是自土星5號(hào)火箭以來(lái)NASA為人類太空旅行建造的首枚探索級(jí)火箭。NASA表示，這是唯一一枚可以在一次任務(wù)中將獵戶座飛船、宇航員和貨物直接送往月球的火箭。

“SLS是美國(guó)重返月球甚至載人登陸火星的重中之重?！饼嬛平榻B，SLS是目前全球推力最大的運(yùn)載火箭，“不僅近地軌道運(yùn)載能力強(qiáng)，地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力也是最強(qiáng)的，比SpaceX獵鷹重型火箭還要強(qiáng)?！?/p>

他表示，SLS采用了部分航天飛機(jī)技術(shù)，借鑒了美國(guó)戰(zhàn)神運(yùn)載火箭的研制思路，因此SLS的推力比土星五號(hào)火箭更大。幾大構(gòu)型分階段研發(fā)，緩解了技術(shù)和資金壓力。

為了滿足未來(lái)對(duì)深空任務(wù)的需求，SLS會(huì)演變成越來(lái)越強(qiáng)大的構(gòu)型。每種構(gòu)型的SLS火箭，其芯級(jí)都會(huì)配置4臺(tái)RS-25發(fā)動(dòng)機(jī)。

首枚SLS火箭型號(hào)Block 1可將27噸以上的載荷送到月球以外的軌道?；鸺呒s98米，起飛質(zhì)量575萬(wàn)磅（約合2608噸），在發(fā)射和上升過(guò)程中可產(chǎn)生880萬(wàn)磅（約合3992噸）的最大推力，比土星五號(hào)火箭大15%?！鞍栠瘡浰?號(hào)”任務(wù)就是采用該構(gòu)型的火箭執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。

SLS的Block 1B載人火箭運(yùn)載能力38噸，單次發(fā)射可攜帶獵戶座載人飛船以及用于支持在月球上持續(xù)存在所需的大型貨物。SLS火箭另一個(gè)構(gòu)型Block 2型號(hào)將成為NASA向月球、火星和其他深空目的地運(yùn)送貨物的主要運(yùn)載工具，運(yùn)載能力超過(guò)46噸。

NASA表示，一旦完成開發(fā)，SLS能讓宇航員開始探索太陽(yáng)系深處的目的地，包括人類的月球和火星探測(cè)任務(wù)，以及機(jī)器人的科學(xué)任務(wù)，前往月球、火星、土星和木星等。

龐之浩認(rèn)為，NASA登月火箭SLS首飛，對(duì)美國(guó)重返月球乃至載人登陸火星均有重要意義。獵戶座飛船在地球軌道已經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，“阿爾忒彌斯1號(hào)”最重要的任務(wù)之一就是試驗(yàn)SLS火箭，能否成功影響著后續(xù)“阿爾忒彌斯2號(hào)”和“阿爾忒彌斯3號(hào)”等計(jì)劃的開展。

建設(shè)月球空間站，成宇航員往返月球中轉(zhuǎn)站

“阿爾忒彌斯”計(jì)劃中，“阿爾忒彌斯1號(hào)”任務(wù)是一次不載人飛行測(cè)試，發(fā)射獵戶座飛船繞月飛行并于12月返回地球?！鞍栠瘡浰?號(hào)”任務(wù)是“阿爾忒彌斯”計(jì)劃首次載人飛行，2024年送宇航員繞月飛行?！鞍栠瘡浰?號(hào)”任務(wù)將于2025年再次載人前往月球，依靠人類著陸系統(tǒng)登陸月球，這一次將創(chuàng)造女性在月表行走的歷史，也是自1972年NASA阿波羅17號(hào)任務(wù)以來(lái)人類再次踏上月球。

“阿爾忒彌斯的登月方式和阿波羅計(jì)劃不一樣。”龐之浩表示，NASA計(jì)劃在月球軌道開發(fā)繞月空間站“月球門戶”，這個(gè)月球空間站相當(dāng)于一個(gè)跳板，“先把宇航員送到空間站上工作，根據(jù)需要可以落到月球表面，完成任務(wù)以后再回到空間站?！辈捎眯碌牡窃路绞叫矢撸杀靖?，“到月球表面也方便，在空間站工作完了以后隨時(shí)可以下去，在月球表面工作完了以后再上來(lái)?！?/p>

今年6月，NASA“地月自主定位系統(tǒng)技術(shù)操作和導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)”（CAPSTONE）衛(wèi)星搭乘“電子”火箭升空。這顆立方體衛(wèi)星相當(dāng)于一個(gè)微波爐大小，重約25公斤，價(jià)值3270萬(wàn)美元，已于11月抵達(dá)月球軌道，測(cè)試軌道穩(wěn)定性。同一軌道上，NASA要建成“月球門戶”，成為宇航員往返月球的中轉(zhuǎn)站。

NASA將利用SLS火箭或商業(yè)火箭發(fā)射“月球門戶”組件，在太空組裝。“月球門戶”也是支持未來(lái)火星探索的關(guān)鍵平臺(tái)，將具備在深空持續(xù)探索和研究的多種能力，包括為各種到訪的飛船提供對(duì)接端口，為宇航員提供生活和工作的空間，開展太陽(yáng)物理學(xué)、人類健康和生命科學(xué)等領(lǐng)域的科研。

龐之浩介紹，美國(guó)計(jì)劃2024年開始與別國(guó)合作建造月球空間站，預(yù)計(jì)2028年建成。未來(lái)宇航員將乘坐獵戶座飛船，搭乘SLS火箭前往月球軌道。獵戶座飛船會(huì)與“月球門戶”對(duì)接，宇航員轉(zhuǎn)移到人類著陸系統(tǒng)，前往月球表面探索?！拜d人登火星也可能從月球空間站出發(fā)，這樣更經(jīng)濟(jì)，因?yàn)樘找苄×耍瑥哪浅霭l(fā)就不需要大推力火箭。”

NASA將選擇月球南極附近區(qū)域作為“阿爾忒彌斯3號(hào)”任務(wù)宇航員登陸月球的潛在地區(qū)，并選擇SpaceX星艦作為人類著陸系統(tǒng)，在任務(wù)期間將宇航員從月球軌道運(yùn)送到月球表面。“阿爾忒彌斯計(jì)劃不像阿波羅登月，完全為了政治目的，不計(jì)成本進(jìn)行研制?！饼嬛票硎荆c阿波羅登月計(jì)劃不同的是， 商業(yè)力量已加入重返月球計(jì)劃中，“阿爾忒彌斯”計(jì)劃發(fā)射商業(yè)月球探測(cè)器，讓商業(yè)公司在其中發(fā)揮作用。