美研發推力超4000噸火箭 2030前後載人登火

美國宇航局宣佈其史上最強運載火箭“太空發射系統”(Space Launch System，SLS)計劃2017年前後首次試射。

原題：SLS火箭：史上最強 “箭”指火星

【環球軍事與《中國航天報•飛天科普週刊》聯合報道】因航天飛機退役而沉寂許久的美國載人航天事業，現在將以一枚新型火箭而重新“點火”。日前，美國宇航局宣佈其史上最強運載火箭“太空發射系統”(Space Launch System，簡稱SLS)已通過嚴格的關鍵性評審，正式從設計進入建設階段，並計劃2017年前後進行首次試射。美國宇航局希望能以此鋪就未來人類探索深遠太空之路。

如果研製順利，今後20年，它將是美國載人登陸火星任務的關鍵裝備，處於開發階段的重型探索級火箭將帶着人類脱離環地軌道，飛向火星。

3年後首飛 2030年前後載人登火

據英國《每日郵報》報道，按照美國宇航局的計劃，名為“太空發射系統”(SLS)的火箭，將於2017年進行首次發射。

屆時，將有載重量一大一小的兩個版本參與測試，以檢驗火箭滿足不同運載需求的靈活性。其中，小型版SLS火箭載重量為70噸，發射時將產生3810噸的推力;而大型的兩級版有效載荷則超過130噸，發射推力約合4173噸，高度和總重量將分別為117米和2948噸，足以令曾經的登月火箭土星五號相形見絀。

“我們正走在科學探測與人類探測火星的道路上，我們會繼續製造運載火箭以及其他輔助人類登上火星的系統。”美國宇航局行政主管查爾斯•博爾登説。SLS火箭將是未來幾十年美國宇航局所倚仗的主力運載火箭，其能力將超越美國登月項目所用的土星5號火箭。

美國大推力火箭研製計劃已公佈3年，計劃在2017年12月實施首次無人試射，2021年進行首次載人飛行。如果研製工作進展順利，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30年代使用火箭向火星派遣航天員，首先環繞這顆紅色星球飛行，而後進行登陸。

為何要造那麼大的火箭？

據美國宇航局介紹，首次測試使用的“太空發射系統”的近地軌道的運載能力將達到77噸，可將非載人的“獵户座”飛船送往地球低軌道以外的目的地。最終“太空發射系統”的運載能力將提升到空前的143噸，這相當於一次可把8輛公交車送上太空，從而承擔小行星和火星等深空探索任務(已退役的土星5號的近地運載能力為119噸)。

為何要將火箭造得那麼大？火星是太陽系八大行星之一，是太陽系由內往外數的第四顆行星，屬於類地行星，直徑約為地球的一半。去一次火星很不容易，它的公轉週期約26個月，每26個月離地球有一次較近的機會，最近的距離約5500萬公里。科學界一般將火星、地球、太陽排成一線時稱為“衝”，這個時候是距離最近的。

由於火星軌道是橢圓的，每過26個月，“衝”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，美國漫遊者A飛船曾在飛行半年多後登上火星。

在這個過程中，火箭要想不斷前進，就必須擁有足夠的燃料。此外，人類想在太空中繼續生存，就必須帶上大量食物、水以及其他用於維繫生命的必須物品。若要研究火星，還得帶足各種必需的設備。這些都需要重型火箭作為前提。

“我們正在完成一項有野心的宇宙探索任務，只有成功地完成這項任務，才能對得起所有美國納税人。”美國宇航局一名官員如是説。

美國計劃在本世紀30年代載人登陸火星，除了大推力火箭，美國還在開發“獵户座”飛船，計劃今年12月進行首次試飛，另外還在建設發射台等相關地面系統。

或將延續“超支”傳統

根據美國宇航局的預算，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，經費投入將達到180億美元左右，而這筆資金還只是用於研發和設計，並不涵蓋火箭的製造成本。

雖然美國宇航局官方並未透露新型火箭研製計劃的總估計投入，但有分析人士表示，這一數字將達到360億美元。SLS火箭採用液體燃料，而不是固體燃料火箭推進器，與發射阿波羅飛船的火箭更為接近，而不是退役的航天飛機。

在最初的試射過程中，SLS火箭火箭將採用類似航天飛機的五固體燃料推進器設計，安裝在外部，內部採用航天飛機的主發動機提供動力。不久之後，這些固體燃料推進器將被新型推進器取代。

美國宇航局希望將向國際空間站運送航天員的工作交由私營公司完成，同時租用巨型“太空出租汽車”，以此節省資金。節省下的資金將用於地球軌道和地月系統以外的太空探索。

令不少人感到擔憂的是，美國宇航局擁有“超支”傳統。當年研製航天飛機計劃的費用便達到最初預算的兩倍左右。而SLS火箭的研製也可能延續這一不良傳統，最後不得不“剋扣”其他任務的資金，填補SLS火箭火箭計劃的資金缺口。

美國緣何鍾情探火？

中國空間技術研究院高級工程師石元説，人類去火星有幾個目的，其中一個是找水，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的東西，如找有機碳，包括甲烷生物排放的氣體。美國是先找水，水是生命之源，這對人類以後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。各個星球在不同時期有不同的特點，通過研究它們的特點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境的變化過程。

很多跡象表明，火星很像地球，每天自轉24小時，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麼會變薄？火星上原來是有河道的，可河道里面的水跑哪兒去了？如果地球以後也變成這樣那要怎麼辦？這些都是我們要研究火星的理由，主要是為地球的未來着想。

建造史上最大的運載火箭，看得出來美國的勃勃雄心。然而放眼全球，只要不是不計成本代價、急功近利的美蘇爭霸式的“大躍進”，有些國家的太空計劃不但發展壯大起來了，還大大刺激推動了經濟和科技發展。