揭开NASA新月球火箭——“太空发射系统SLS”的神秘面纱

继承航天飞机零件而诞生的，以月球和火星为目标的巨大火箭

美国国家航空航天局(NASA)在1969年实现了人类历史上首次载人登月。这一年的7月16日，承载着3名宇航员的巨大的“土星V号”火箭从佛罗里达州的肯尼迪航天中心起飞。4天后，尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林在月球上迈出了一大步。

53年后的2022年3月18日——。在肯尼迪航天中心，NASA开发的新的巨大火箭出现了。它的名字叫“太空发射系统(SLS)”。这是一种火箭，目标是时隔半个世纪的载人月球探测，以及人类历史上首次的载人火星探测。

巨型火箭SLS

太空发射系统(SLS)是以载人月球和火星探测为目标，NASA和波音公司正在开发的火箭。

目前，NASA正在推进自阿波罗计划以来的载人探月计划“artemis（阿尔忒弥斯计划）”，并计划在2030年进行载人火星探测。而且，为了实现这两方面，还计划建设绕月载人据点“Gateway”。

在上述计划中，SLS是负责发射搭载宇航员的“猎户座”宇宙飞船和“Gateway”的各模块的重要火箭。

全长98米，直径8.4米，相当于30层建筑的巨大火箭，具有向地球低轨道发射95吨，向月球发射27吨的能力。这是一种让曾经在阿波罗计划中将人类送上月球的“土星V号”在现代复活的火箭。

但是，其结构与“土星V号”大不相同。SLS的机体和火箭发动机等，为了削减开发成本和时间，最大限度地利用了航天飞机的遗产。

SLS为2级，相当于第1级的核心级油箱几乎使用了航天飞机的外部油箱(ET)。发动机也配备了4台曾作为航天飞机主发动机使用的“RS-25(SSME)”。

在核心阶段的两侧配备了固体火箭助推器，这也是航天飞机的SRB的补充和延长版。

另外，虽然目前只是被称为“Block 1（模块1）”的初期形态，但未来有计划通过改进助推器和第二级来逐步提高发射能力。

2004年，时任美国总统布什宣布的新太空政策“太空探索愿景”，该愿景规定了利用航天飞机的遗产开发新的载人月球火箭，由此“航空航天”被列入美国宇航局的“星座计划”。名为“Airlies I”和“Airlies V”的火箭已经开始研制。但是，由于开发严重延迟，后来被下一任美国总统奥巴马改变，目的地从月球改为小行星。于是火箭的设计也被重新修改，重新开发了SLS。

之后，美国总统特朗普再次提出以月球为目标的方针，NASA据此启动了阿尔忒弥斯计划。拜登政府也继承了这一计划，并延续至今。

在奥巴马政府时期，SLS原本计划在2017年进行无人飞行试验，但由于预算、开发和试验问题，以及新冠和飓风造成的设施受损等各种原因，一再延迟，不过这次终于完成了。

下一关是发射预演

在位于佛罗里达州的NASA肯尼迪航天中心组装的SLS 1号机被放置在移动式发射台上，于北京时间3月18日5时47分从VAB(Vehicle Assembly Building，组装楼)出发。

SLS的前端已经搭载了无人的“猎户座”宇宙飞船和可以互相配合的超小型卫星等。

发射台和火箭缓缓移动，在9小时28分后的18日17时15分抵达了距离VAB6.4公里的该中心39b发射设施。

对于SLS来说，下一关是被称为“wet dress rehearsal”的测试。这和实际发射一样，是向火箭贮箱中放入推进剂、倒计时、发射延期或中断时的应对方案，确认准备工作和步骤的预演。

今后，首先要确认SLS和其前端搭载的猎户座宇宙飞船，以及地面系统，然后实施预演。目前该预演预定于美国当地时间4月3日举行。

NASA负责宇宙探索系统开发的副局长汤姆·惠特梅耶尔说：“SLS从组装舱露面，对该火箭和宇宙飞船来说是一个标志性的时刻，也是NASA重要的里程碑。”

“像这样第一次站在发射点上，我们就可以启动火箭系统，进行发射倒计时的预习，在火箭上填充推进剂，可以做好向月球发射猎户号宇宙飞船的准备”。

如果预演顺利完成，SLS就会暂时返回VAB（组装楼）。然后，进行预演时使用的传感器的卸载、电池的再充电、物资的装载以及最终确认等，进入发射状态。

阿尔忒弥斯计划

SLS的1号机飞行任务被称为“artemis I（阿尔忒弥斯 I）”。

在这次artemis I任务中，利用SLS发射了无人的猎户座飞船，进入绕月轨道。在进行测试之后，返回地球。任务期间预计为4 ~ 6周，将测试SLS的性能和猎户座飞船能否承受地球和月球的往返飞行等。

猎户座在2014年也进行了无人驾驶试飞，但此时的服务舱等是未完成的原型，而这次阿尔忒弥斯 I将是第一次有完整的实机试飞。

另外，SLS还将搭载10颗来自美国国内外大学和研究机构的微型卫星，将其送入飞往月球的轨道。

如果阿尔忒弥斯 I成功的话，2024年以后将会有阿尔忒弥斯 II的计划。该任务将利用SLS发射首次由宇航员乘坐的猎户座飞船。猎户座飞船不会进入绕月轨道，而是在经过月球背面后掉头返回地球的“自由返回轨道”飞行。预计任务时间约为7天。

到了2025年，终于通过阿尔忒弥斯 III，人类在1972年阿波罗17任务之后，时隔半个多世纪再次登上月球。

另外，阿波罗计划全部着陆在月球正面，而阿尔忒弥斯计划降落在被认为有水的月球南极。在阿尔忒弥斯的计划中，计划中的阿尔忒弥斯 III之后继续探索月球表面，并以此水为资源，提取人类生命所必需的氧气，作为饮用水和生活用水。用作火箭和月球车的燃料。

为了持续的月球探测，从介于阿尔忒弥斯 II和阿尔忒弥斯 III之间的2024年秋天开始，也将开始建设绕月载人据点“Gateway”。“Gateway”是绕月飞行的空间站，乘坐猎户座宇宙飞船从地球来的宇航员首先进入“Gateway”，换乘登月舱，在月球表面着陆。探测活动结束后，返回“Gateway”，然后换乘猎户座宇宙飞船返回地球。通过持续地、轮换地进行这个流程，目标是让宇航员一直在月球上活动。

此外，在“Gateway”建设和物资补给等方面，还将利用民间火箭和补给船。除了已经与埃隆·马斯克领导的“SpaceX”签订了补给合同之外，登月舱也将由该公司开发。

然后，以月球及其周边为舞台，宇航员的宇宙长期停留，其他天体的探测，资源利用等，获得了很多的技术之后，2030年进行载人火星探测。

发射设施的传统与革新

SLS将在肯尼迪航天中心39号发射基地发射，这里曾经是土星V号和航天飞机起飞的历史场所。开始建设是在1964年，完成是在1967年。

附近还有第39a发射设施，从登月的阿波罗任务开始，基本上使用的是39a, 39b是预备的。但是，在之后的天空实验室计划，以及与苏联共同实施的阿波罗-联盟测试计划中，作为土星IB火箭的发射场所活跃着。

1981年航天飞机投入使用后，在全部135次发射中承担了53次。虽然39a较多，但两个发射台都支持发射操作。之后，为了发射前面提到的星座计划的火箭而进行了修改，也只在2009年进行了一次试验任务就受挫了。但是，它将重新成为SLS的发射设施。

在星座计划的时候只进行了最低限度的修改，但是在SLS的发射上使用的时候，实施了彻底的修改。例如，将合计396km的铜线电缆置换为91km的光纤，将焊盘运用所需的系统置换为PLC（可编程逻辑控制器），为了消音而进行的洒水系统和为了逃避喷射的烟而进行的框架沟道（烟道）等，让1960年代的设备，变成了21世纪的设备。

此外，在无限轨道上运行的被称为“履带式运输车”的巨大车辆用于运输，是从阿波罗计划和航天飞机中使用的车辆改道而来，但在 2016 年进行了重大翻新，它被称为“超级爬行者”。VAB也基本上是一边挪用，一边改修为SLS用。

相反，移动式发射台几乎可以说是唯一为SLS而新造的发射台，但严格地说，移动式发射台是将星座计划时建造的发射台进行了大幅强化。

继承了通过阿波罗计划将人送上月球，用航天飞机支撑国际宇宙空间站的建设和运用的历史和传统，通过技术革新脱胎换骨的发射设施。

发射该火箭的夏天即将到来，人类期待再次飞向月球和首次飞向火星的那一天。