它是太空梭的繼承者，SLS火箭如何再次承載人類登月夢想

化學火箭，人類星空夢想的朋友

化學動力火箭，這是一個讓我們又愛又恨的一個載具，化學動力火箭這麼多年來一直幫助我們探索宇宙，隨著引擎和火箭結構製造工藝等技術的不斷發展，化學火箭可以執行更加複雜，更長距離的任務。現在，火箭科學家們還為化學火箭增加了可回收的功能，科學技術一直在進步，我也很期待未來化學火箭的變化。

很長一段時間之內，人類都將與化學推進火箭相伴，這是目前無法改變的，不過人類也沒有停止進步。未來深空任務越來越多，我們還需要更加強大的火箭以滿足任務要求，這時候化學推進火箭又重現光芒。它們的身影甚至超過了任務本身，比如土星五號，作為阿波羅登月計劃的「專用」火箭，土星五號的成就就是把人類送上月球。

阿波羅8號在月球軌道看到的月球

登月火箭一直需要極高的標準，也需要極高的安全性。不過登月已經是50年前的事情了，現在人類想要重新登月，需要的火箭最起碼要和土星五號擁有同樣的標準。美國宇航局的SLS火箭發射系統就是新時代的登月火箭，建造登月火箭確實不是一件容易的事情，它的結構，動力，安全性都需要重新考究，重新製作。

現代登月火箭

現在大家可能會想問了，既然土星五號之前曾經成功執行過多次任務，那麼再建造一個土星五號不就可以了嗎，其實這是一個好想法，但是只可惜現在我們無法複製土星五號。大量有關火箭設計的技術文檔都不見了蹤影，當年設計和製造土星五號的工程師和專家都已經退休或者死亡。而且製造土星五號不是僅有美國宇航局就可以完成的，這需要很多分包製造商，這些製造商很多都已經解散，其內部流程文件也已經丟失。另外，建造土星五號需要特定的製造工藝，而這些工藝現已過時，製造火箭所需的工具也已不復存在。

阿波羅17號任務準備期間的土星五號和SLS火箭發射系統（渲染圖）

土星五號火箭雖然幫助人類達成了登月夢想，但是這個夢想確實是很昂貴，土星五號在10年內共進行了13次發射，耗資共470億美元，每次單說發射的費用約為36億美元。這就是科學技術的早期體現，面對如此龐然大物，人類必須要花更多精力和預算，而現在SLS火箭發射系統的建造費用和之後的發射費用幾乎是土星五號的一半。慢慢的，有新技術的加持，發射火箭會越來越便宜。還有一個有趣的例子，就比如說現在發射火箭，一個星期就會發射幾次，甚至三天兩次，一天兩次，在50年前，這是不可能做到的。

面對土星五號的輝煌，我們更應該把新的希望寄托在SLS身上，這是新的登月火箭，SLS和獵戶座飛船將再次承載人類的夢想前往月球。想要實現夢想，就要向現實挑戰，製造火箭的關鍵就是路線，也可以說是實驗的路線。不過在了解實驗路線之前我們先看看SLS的主體結構，SLS是五段式固體火箭助推器，核心級，還有獵戶座上級發動機結構和RS-25引擎。

在今年年初，SLS的核心級被運送到斯坦尼斯試驗場的B-2試驗臺，工程師們準備對其進行數個月的綠色運行測試，核心級的四臺RS-25發動機都需要進行八分鐘的全時點火試驗

SLS和獵戶座的第一次聯合測試名為Block 1，這次任務美國宇航局計劃向月球軌道運載26噸的科學載荷，它將由兩個雙五段固體火箭助推器和由4臺RS-25引擎組成的核心級提供動力。到達一定軌道後，上層臨時推進階段ICPS將會把獵戶座送入月球軌道。

SLS的第二次聯合測試可以理解為第一次測試的一個改進版，也被稱作是Block 1B，本次任務將使用新型探索EUS結構來執行更複雜的任務。除此之外，Block 1B任務可以運送大約37噸的有效載荷，Block 1B還將可能是SLS火箭發射系統的第一次載人月球任務。就和當年阿波羅8號一樣，先不著陸，先在月球軌道附近機動。

這是SLS Block 1測試的配置，這包括了整個SLS火箭結構，助推級和核心級不會有太大變化，可能是計劃中引擎多少的問題。只不過在SLS上層，尤其是獵戶座上層會有很大變化

第三次任務也被稱作Block 2，這次任務SLS將產生1190萬磅的推力，這個推力已經可以使SLS成為月球，火星和其他深空目的地的主力載具，SLS Block 2的設計目的是將超過45噸的貨物運送到月球。

這麼看起來的話，隨著任務的不同，深空任務測試目的的不同，SLS火箭發射系統在不斷的進步，SLS可以根據任務要求隨時拼接火箭結構，也可以隨時將火箭結構模塊化。

重中之重，SLS火箭的引擎與結構

這是SLS火箭系統的多個測試階段，明年即將開始的是SLS Block 1測試階段

了解測試路線之後，火箭的結構和引擎成為了重中之重。就整個SLS火箭發射系統來說，首先引入眼帘的是SLS的核心級，這是一個高65米，直徑達到8.4米的助推結構，其實SLS的核心級是太空梭衍生出來的重型運載火箭的概念。核心級旁邊的結構就是SLS的助推器，SLS的助推器重725噸，其中680噸為推進劑。開始執行任務之後，其燃燒速度約為每秒5.5噸，這使助推器可以提供約1632噸的最大推力。SLS初期測試的推力為3991噸，最大推力比土星五號火箭高出15％。

測試路線和火箭結構是火箭計劃最關鍵的，除此之外，火箭的引擎也是非常關鍵的。我們首先來看SLS核心級的引擎，SLS火箭的核心級引擎是4個RS-25引擎，SLS火箭發射系統的RS-25和太空梭的引擎是同款。四個RS-25引擎由Aerojet Rocketdyne公司製造，美國宇航局要求每一個RS-25引擎，包括發動機控制器，噴嘴能在232噸的推力下運行。在飛行過程中，四個引擎可提供約907噸的推力。

Aerojet Rocketdyne公司設計和製造的RS-25發動機通過了135次飛行任務，在過去的三十年間為太空梭提供了動力，累積了3000多次起步以及100萬秒的地面測試和飛行運行時間。現在Aerojet Rocketdyne公司重新製造並升級了16架RS-25引擎，以支持前四次SLS任務，升級後的RS-25引擎在其使用壽命，耐用性，安全性和性能等方面均有大幅度提升。

SLS助推器則由諾斯羅普·格魯曼公司開發，諾斯羅普·格魯曼公司已將原來太空梭的四個推進劑段構型修改為五段版本。SLS助推器設計還增加了新的航空電子設備，推進劑設計和外殼絕緣結構，諾格公司還取消了助推器回收降落傘系統。

現在，SLS火箭的大致結構已經很清楚了，簡潔高效率的火箭結構可以幫助提升火箭的安全性，也可以大幅度提高效率，RS-25引擎搭配SLS火箭發射系統，這將幫助人類再次登上月球甚至火星。

四臺RS-25引擎被集成到了SLS核心級之上，與之前太空梭時代的引擎性能相比，現在的RS-25引擎更堅固，更可靠，這歸功於焊接工藝的進步，採用了更耐用的軸承以及渦輪泵殼體的精密鑄造工藝

不過，只有火箭到月球軌道是不行的，火箭還需要和獵戶座宇宙飛船相連接，每一個火箭在發射科學載荷時都需要整流罩，在發射飛船時都需要與之對應的飛船對接結構。SLS火箭發射系統的對接結構也被稱作ICPS，這個結構在SLS Block 1第一次實驗中就可以看到了。

人類不能止步不前

從發射第一顆衛星開始，人類就進入了太空時代，這已過去多年，我們不能停滯不前。地球46億年滄海桑田，鬥轉星移，任何生命只有生存的價值，而沒有滅絕的意義，未來人類需要成為多星球物種，飛向太空是未來全人類不回到石器時代或者說不被滅絕的重要方法。如果我們一直依賴地球的饋贈，沒有抵禦天災的能力，人類文明就像在懸崖邊走路一樣，遲早會墜入深淵。

化學火箭為人類登上太空立下了汗馬功勞，這麼多年來我們一直離不開化學火箭。土星五號的輝煌已經過去，太空梭的時代也已過去，在新的火星探索時代，人類還需要更多更強大的助推火箭，長徵五號，獵鷹重型火箭，還有在建的星艦和新格倫火箭等等火箭都將承載人類的夢想起航。不過，想要達成多星球文明，我們還需要其他形式的助推裝置，不止化學動力，它們都可以承載人類新的希望，到達另一個星球，實現星辰夢想。