“太空發射系統”(SLS)這個火箭項目至今已經走過了十五個年頭,但它仍然被兩個不幸的種族所主導:昂貴,且遲緩。
這枚巨大的火箭及其復雜難搞的地面系統——為了小心翼地伺候助推器內那些易怒的氫燃料,這些系統必要——支出已耗費了美國納稅人超過300億美元。 即使在其邁向成熟之際,這枚火箭的發展依然步履維艱。
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還應該記得美國國家航空局(NASA)上一次嘗試發射一枚世界上最大的橙色火箭時的場景吧?2022年3月,航天局將SLS火箭推出了總裝大樓。隨后的第一、第二和第三次“濕彩排”(即復雜的燃料加注測試)均以取消警告終。到了4月,SLS火箭不得不慢慢地重新開始這座總裝大樓的進行,直到6月才重新發射臺。
第四次燃料加注測試同樣提前結束,不過這一次它堅持到了發動機暫停前的29秒。這雖然沒能達到預定的T-9.3秒(即前面設定的發射流程關口),但任務決定指揮員們顯然已經受夠了失敗的加注測試。因此,直接推進到最終的發射準備階段。
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8月下旬的首次發射嘗試(實際上有效第五次濕彩排出)因回流排出和其他問題被迫取消。一周后的第二次嘗試,同樣失敗在了泡沫排出上。最終,在接下來的嘗試中——這已經是總計第七次嘗試完全加注并“護理”這枚火箭完成轉型流程——SLS火箭終于升空了。而且升空后的飛行表現堪稱完美。
那是2022年11月16日的事情,距今已過去三年多了。你可能會認為,在那之后的間隔期里,在經歷了花費近一年時間進行加注測試才將那枚巨型火箭送上天的痛苦折磨后,世界上最聰明的工程師——NASA那些優秀的男男女女——應該已經深入研究并解決了短缺問題。
很遺憾,你錯了。
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本周一(2026年1月),在將用于“阿爾忒彌斯2號”(Artemis II)任務的SLS火箭推上發射臺后,NASA嘗試對這枚新火箭進行首次濕彩排。在液氫進入火箭的一個主要接口處,再次發生了漏電。這與三年前“阿爾忒彌斯1號”火箭出現的問題如出一轍。
NASA已經開發了幾種策略來緩解泄漏問題。其中包括調整極低溫度的液氫流入火箭的速率。有時,他們還會因為停止氫液氫流動,希望地面設備與火箭接口處的密封件能夠回并“重新就位”,從而阻止泄漏。這種方法有時確實會起到作用——但也“一定”。
在經過數小時的故障排查后,火箭終于完成了燃料加注。肯尼迪航天中心那支頑強的倒計時團隊,在比原定時間晚了約四個小時后,終于推進到了倒計時的最后階段。
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在這個關鍵時刻,液氫泄漏率再次驟增。這導致測試在發射前不到5分鐘時自動中止。NASA到底在2月發射期待已久的“阿爾忒彌斯2號”任務,將四名宇航員部署在月球周邊,這一希望也預示著破滅。目前,NASA將在過渡中進行更多的濕彩希望嘗試早排,發射時間將不會于3月。
在周二下午的新聞發布會上,NASA 官員被問及未能解決這一在“阿爾忒彌斯 1 號”發射期間就如此棘手的問題。
“在‘阿爾忒彌斯1號’之后,針對當時遇到的泄漏挑戰,我們采取了相當積極的方法,對部分閥門和密封件進行了組件級測試,試圖了解它們的行為,”NASA“阿爾忒彌斯2號”任務管理團隊主席約翰·霍尼卡特(John Honeycutt)表示,“相對于我們如何安裝飛行端和地面端的接口,我們已經有了很好的把握。但在地面上,我們在測試中所能模擬的真實程度是相當有限的。”
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霍尼卡特補充道:“我們嘗試‘像飛行那樣去測試’,但這個接口非常復雜。當你處理泡沫時,就是面對一種小分子物質。它的能量達到了。我們因此才喜歡它。我們已經盡力了。”
如果NASA真的要在過去三年里“竭盡全力”解決這枚火箭的問題,其實是有其他選擇的。在商業火箭領域,建造一個或多個“測試”儲罐來對硬件進行壓力測試,并通過廣泛的測試活動確保其與地面系統的兼容性,這是通常的做法。
SLS的硬件極其昂貴。一枚火箭的成本就超過20億美元,這導致該項目處于“硬件匱乏”的狀態。此外,儲罐測試可能會損壞發射塔,而發射塔本身的造價也超過10億美元。據我所知,該項目從未認真討論過建造測試儲罐的計劃。
由于成本高昂導致的硬件稀缺,SLS火箭架構存在的存儲問題之一。最大的問題可能在于其極低的發射頻率,這使得每一次加注和發射機會都變成了一次實驗性的、不可操作性的流程。
這一點在過去十多年來一直被人們所關注,并反饋給美國宇航局和國會的支持者。如此昂貴的火箭只能進行極少的飛行,因為其飛行頻率太低,將始終面臨極高的運營和支出之不去的安全威脅。
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直到本周之前,NASA一直高度關注這些擔憂,至少在公開場合是這樣的。在一個令人震驚的坦承時刻,NASA新任局長賈里德·艾薩克曼(Jared Isaacman)在周一的濕彩排測試失敗后,承認了發射頻率的問題。
艾薩克曼非常清楚,而且幾乎所有人都意識到的現實是:SLS火箭已經是一個“行尸走肉般的硬件”。美國特朗普政府希望這枚火箭只能再飛行兩次,以“阿爾忒彌斯3號”人類登月任務作為終結。而國會則通過立法強制要求SLS進行第四次和第五次發射。
人們能感受到感染博弈的結果尚未定型,最終將依賴于像周一中止這樣完全測試的小曲、火箭在飛行中插曲的持續表現,以及美國太空探索技術公司(SpaceX)的“星艦”(Starship)和美國藍色起源公司(Blue Origin)的“新格倫”(新格倫)火箭在相關方面的進展速度。相對于NASA那緩慢的“慢速發射系統”(Slow Launch System),這支火箭正以光速般的速度向前推進。
“你知道,你是對的,發射頻率——第一次和第二次之間隔了三年,這確實很長,”這位NASA副局長說道,“它注定將是實驗性的,因為在這種構造下,處理我們所面對的這種能量去往月球,本身就具有實驗性質。而且每次我們操作它,所面對的都是非常定制化的組件,在很多情況下,它們是由不可思議的工匠制造的……”
克沙特里亞繼續解釋道:“這是這臺特定的機器第一次見證低溫流體,它如何呼吸、如何排氣、以及想要它描述如何泄漏,都是我們必須去和確定性的特征。所以每次我們進行發射,我們都必須單獨去經歷這一切。”
每一枚SLS火箭都是一件藝術品,每一次發射活動都是一次冒險,每一次任務都受制于過度的六個月。
海風拂過肯尼迪中心的發射臺,巨大的橙色箭體在夜色中發出微弱的金屬聲響,一頭龐大的史前巨獸在航天飛機上沉重地呼吸。每一次“呼吸”——那些低溫燃料的排氣與泄漏——都提醒在座人們,這并非現代工業模擬上冰冷而準確的作品,卻是一件由無數工匠精心手工制作、充滿“個性”與“脾氣”的孤品。在這個商業航天追求極致效率與標準化的時代,這種不得不被像瓷器般小心呵護的“實驗性”,或許正是當年舊時代尋找星辰大海最后一聲慘叫而無奈的嘆息。
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