資料圖：SLS火箭規(guī)劃中的型號
因航天飛機(jī)退役而沉寂許久的美國載人航天事業(yè)，現(xiàn)在將以一枚新型火箭而重新“點(diǎn)火”。日前，美國宇航局宣布其史上最強(qiáng)運(yùn)載火箭“太空發(fā)射系統(tǒng)”(Space Launch System，簡稱SLS)已通過嚴(yán)格的關(guān)鍵性評審，正式從設(shè)計(jì)進(jìn)入建設(shè)階段，并計(jì)劃2017年前后進(jìn)行首次試射。美國宇航局希望能以此鋪就未來人類探索深遠(yuǎn)太空之路。
如果研制順利，今后20年，它將是美國載人登陸火星任務(wù)的關(guān)鍵裝備，處于開發(fā)階段的重型探索級火箭將帶著人類脫離環(huán)地軌道，飛向火星。
3年后首飛2030年前后載人登火
據(jù)英國《每日郵報(bào)》報(bào)道，按照美國宇航局的計(jì)劃，名為“太空發(fā)射系統(tǒng)”(SLS)的火箭，將于2017年進(jìn)行首次發(fā)射。
屆時(shí)，將有載重量一大一小的兩個(gè)版本參與測試，以檢驗(yàn)火箭滿足不同運(yùn)載需求的靈活性。其中，小型版SLS火箭載重量為70噸，發(fā)射時(shí)將產(chǎn)生3810噸的推力;而大型的兩級版有效載荷則超過130噸，發(fā)射推力約合4173噸，高度和總重量將分別為117米和2948噸，足以令曾經(jīng)的登月火箭土星五號相形見絀。
“我們正走在科學(xué)探測與人類探測火星的道路上，我們會繼續(xù)制造運(yùn)載火箭以及其他輔助人類登上火星的系統(tǒng)。”美國宇航局行政主管查爾斯·博爾登說。SLS火箭將是未來幾十年美國宇航局所倚仗的主力運(yùn)載火箭，其能力將超越美國登月項(xiàng)目所用的土星5號火箭。
美國大推力火箭研制計(jì)劃已公布3年，計(jì)劃在2017年12月實(shí)施首次無人試射，2021年進(jìn)行首次載人飛行。如果研制工作進(jìn)展順利，美國宇航局將在2025年搭載航天員奔赴地球附近的一顆小行星。美國宇航局希望在本世紀(jì)30年代使用火箭向火星派遣航天員，首先環(huán)繞這顆紅色星球飛行，而后進(jìn)行登陸。
為何要造那么大的火箭？
據(jù)美國宇航局介紹，首次測試使用的“太空發(fā)射系統(tǒng)”的近地軌道的運(yùn)載能力將達(dá)到77噸，可將非載人的“獵戶座”飛船送往地球低軌道以外的目的地。最終“太空發(fā)射系統(tǒng)”的運(yùn)載能力將提升到空前的143噸，這相當(dāng)于一次可把8輛公交車送上太空，從而承擔(dān)小行星和火星等深空探索任務(wù)(已退役的土星5號的近地運(yùn)載能力為119噸)。
為何要將火箭造得那么大？火星是太陽系八大行星之一，是太陽系由內(nèi)往外數(shù)的第四顆行星，屬于類地行星，直徑約為地球的一半。去一次火星很不容易，它的公轉(zhuǎn)周期約26個(gè)月，每26個(gè)月離地球有一次較近的機(jī)會，最近的距離約5500萬公里。科學(xué)界一般將火星、地球、太陽排成一線時(shí)稱為“沖”，這個(gè)時(shí)候是距離最近的。
由于火星軌道是橢圓的，每過26個(gè)月，“沖”的距離都會改變。2003年，地球離火星的距離在6000多萬~7000多萬公里。2004年1月時(shí)，美國漫游者A飛船曾在飛行半年多后登上火星。
在這個(gè)過程中，火箭要想不斷前進(jìn)，就必須擁有足夠的燃料。此外，人類想在太空中繼續(xù)生存，就必須帶上大量食物、水以及其他用于維系生命的必須物品。若要研究火星，還得帶足各種必需的設(shè)備。這些都需要重型火箭作為前提。
“我們正在完成一項(xiàng)有野心的宇宙探索任務(wù)，只有成功地完成這項(xiàng)任務(wù)，才能對得起所有美國納稅人。”美國宇航局一名官員如是說。
美國計(jì)劃在本世紀(jì)30年代載人登陸火星，除了大推力火箭，美國還在開發(fā)“獵戶座”飛船，計(jì)劃今年12月進(jìn)行首次試飛，另外還在建設(shè)發(fā)射臺等相關(guān)地面系統(tǒng)。
或?qū)⒀永m(xù)“超支”傳統(tǒng)
根據(jù)美國宇航局的預(yù)算，從今年到首次試射前，建造測試版本的SLS火箭需要投入約70億美元。到2019年，經(jīng)費(fèi)投入將達(dá)到180億美元左右，而這筆資金還只是用于研發(fā)和設(shè)計(jì)，并不涵蓋火箭的制造成本。
雖然美國宇航局官方并未透露新型火箭研制計(jì)劃的總估計(jì)投入，但有分析人士表示，這一數(shù)字將達(dá)到360億美元。SLS火箭采用液體燃料，而不是固體燃料火箭推進(jìn)器，與發(fā)射阿波羅飛船的火箭更為接近，而不是退役的航天飛機(jī)。
在最初的試射過程中，SLS火箭火箭將采用類似航天飛機(jī)的五固體燃料推進(jìn)器設(shè)計(jì)，安裝在外部，內(nèi)部采用航天飛機(jī)的主發(fā)動機(jī)提供動力。不久之后，這些固體燃料推進(jìn)器將被新型推進(jìn)器取代。
美國宇航局希望將向國際空間站運(yùn)送航天員的工作交由私營公司完成，同時(shí)租用巨型“太空出租汽車”，以此節(jié)省資金。節(jié)省下的資金將用于地球軌道和地月系統(tǒng)以外的太空探索。
令不少人感到擔(dān)憂的是，美國宇航局擁有“超支”傳統(tǒng)。當(dāng)年研制航天飛機(jī)計(jì)劃的費(fèi)用便達(dá)到最初預(yù)算的兩倍左右。而SLS火箭的研制也可能延續(xù)這一不良傳統(tǒng)，最后不得不“克扣”其他任務(wù)的資金，填補(bǔ)SLS火箭火箭計(jì)劃的資金缺口。
美國緣何鐘情探火？
中國空間技術(shù)研究院高級工程師石元說，人類去火星有幾個(gè)目的，其中一個(gè)是找水，找水的目的是找生命。
全球各國探索火星的目的基本是一致的，歐洲是直接找跟生命有關(guān)的東西，如找有機(jī)碳，包括甲烷生物排放的氣體。美國是先找水，水是生命之源，這對人類以后到火星上是有幫助的，而且研究火星上是否有生命存在對地球也是有幫助的。各個(gè)星球在不同時(shí)期有不同的特點(diǎn)，通過研究它們的特點(diǎn)能夠了解生命的起源，太陽系的起源和它的演化過程，這樣我們能夠研究地球環(huán)境的變化過程。
很多跡象表明，火星很像地球，每天自轉(zhuǎn)24小時(shí)，有四季變化，一年六百多天。
令人困惑的是，火星上的大氣比較薄，可火星上的大氣為什么會變薄？火星上原來是有河道的，可河道里面的水跑哪兒去了？如果地球以后也變成這樣那要怎么辦？這些都是我們要研究火星的理由，主要是為地球的未來著想。
建造史上最大的運(yùn)載火箭，看得出來美國的勃勃雄心。然而放眼全球，只要不是不計(jì)成本代價(jià)、急功近利的美蘇爭霸式的“大躍進(jìn)”，有些國家的太空計(jì)劃不但發(fā)展壯大起來了，還大大刺激推動了經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展。
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