超越土星五號的SLS巨型火箭將在2021年首飛,美國版「長徵九號」

2020-12-05 失落代號

SLS火箭是美國太空發射系統的簡稱(Space Launch System),其最終運力將達到143噸(一說165噸),超越歷史上最大運力的土星5號火箭,將是美國有史以來最大運力的超重型火箭。

SLS火箭

SLS火箭是從太空梭演變而來的火箭,在2011年開始確定並啟動項目。原計劃2017年開始首射,然而由於各種原因一路推遲,目前最新的計劃是2021年首飛。SLS火箭研究採用的是發展多種結構型號、分步提高運載能力的漸進式發展戰略,這樣可以不斷對部件進行改進、增強及融合新技術,平衡成本和進度矛盾,滿足不同發展階段的需求。目前SLS分為三個階段進行,第一個階段稱為載人版Block 1,運力為70噸;第二階段為載人/貨運版Block 2,運力為105噸;第三個階段為載人/貨運版Block 2A,運力為130噸。根據需要,最終可以發展為143噸(165噸)運力的超重型火箭。

SLS火箭構成

根據NASA公開的數據顯示,SLS火箭是一種兩級結構採用液氫/液氧發動機的火箭,並捆綁兩臺助推器。一級火箭直徑為8.4米,採用的是RS-25E發動機;Block 1及Block 2火箭的二級採用RL-10A發動機,而Block 2A則採用J-2x發動機,這是一款從土星5號二級火箭使用的發動機技術改進而來的。載人版高度約為98米,載人/載貨版高度為122米。SLS採用液體燃料推進器,比起固體燃料推進器來說要可靠很多,太空梭兩次慘烈事故還歷歷在目,估計美國現在對於載人火箭採用固體燃料是不敢輕易嘗試的了。

RS-25發動機

SLS火箭將是美國未來重返月球及火星探測的主力火箭,雖然上世紀70年代美國就先後5次將太空人送上月球,但是近50年來卻沒有再上去過月球,其中一個關鍵原因就是沒有可以實施登月的重型火箭。除去由三枚獵鷹9號拼裝的重型獵鷹外,美國現役最大運力的火箭便是德爾塔4火箭,近地軌道運力為28.79噸。而目前要研究超過100噸運載力,如此大的運力跨度提升,對於即使製造過土星5號火箭的美國,也是有不少壓力和挑戰的。

SLS火箭逃逸塔內部

雖然一路推遲,但是其實SLS火箭各個部件2019年就基本已經建造完畢,目前已經在進行各種測試,測試完畢後將進行組裝。據了解,SLS的儲箱耐壓能力完美通過了測試,在2.6倍實際飛行極限壓力的情況下,測試了5小時才爆炸,而實際飛行只需要500秒時間。在今年1月份的時候,SLS的芯一級已經運抵斯坦尼斯B-2測試中心進行點火測試。

SLS火箭液氧罐測試

與SLS火箭搭配實施登月活動的飛船,便是美國的獵戶座飛船,由洛克希德馬丁公司製造,在2014年12月5日完成首飛。獵戶座飛船是各國新一代飛船中最重的,完全版將達到25噸,最多可載6人。該飛船將承擔美國載人登月及載人登陸火星的重任,前期一共將製造6艘。

獵戶座飛船

除美國外,俄羅斯和我國也在研製超重型火箭,其中俄羅斯的更是宣布要研究兩款超重型火箭,分別是運力約100噸的「葉尼塞」火箭,以及運力達到130噸的「頓河」巨型火箭,分別計劃在2028及2029年首飛。俄羅斯雖然經濟狀況不佳,但是其大推力的液氧煤油發動機技術卻傲視天下,連美國都不得不向其購買RD-180發動機。

長徵9號展示模型

我國傳聞已久的長徵九號,最終運力可達140噸!從運載能力而言,美國SLS火箭和我國「長徵九號」火箭均是同一個級別的,都屬於超重型火箭。目的都是為了兩個國家深空探測,載人登陸月球及載人登陸火星做準備的。就進度而言,美國的SLS因為立項比我國早,而且技術也更加成熟,雖然推遲了幾次,但是進度還是領先於我國的長徵九號。今年6月份時候,NASA宣布SLS相關測試工作已接近尾聲,將在2024年將太空人送上月球,而「長徵9號」計劃在2028年首飛。

SLS火箭整流罩

根據最新消息透露,由於疫情的影響等因素,SLS火箭的首飛預計在明年的下半年進行。根據計劃,在正式實施載人登月前,將會先使用SLS火箭發射無人飛船繞月飛行進行測試,該項工作最快將在2022年進行。

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    2016年,中國國務院發布《2016中國的航天》白皮書,內容明確表示中國重型運載火箭研製攻關,擬命名為長徵九號。初步計劃,長徵九號運載火箭2030年有望首飛。這也是中國航天領域新突破。
  • 美媒:長徵9號比肩土星5號 獵鷹重型火箭相形見絀
    參考消息網3月25日報導美媒稱,中國正在研製新一代重型運載火箭長徵九號,旨在將中國航天員送往月球和更遠的深空,這將令美國太空探索技術公司(SpaceX)的「獵鷹重型」運載火箭相形見絀。據美國《大眾機械》月刊網站3月20日援引美國《航空周刊》報導,當中國準備在本世紀30年代初執行探月任務時,這種運載火箭將能夠把50噸人員和貨物送往月球。報導稱,長徵九號的下一步研製工作是完成一款火箭發動機驗證機,中國稱之為工程樣機。可能在今年年底前完成的這款火箭發動機樣機設計通過燃燒煤油來產生480噸推力。
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