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探索宇宙奧秘 · 理性思考
2026年3月6日這個日期懸在半空。四名宇航員已經就位,但人類能否在半個世紀后再次向月球進發,取決于一個看似低級的工程細節:燃料管線的密封圈是否還會泄漏。
NASA于2月19日重啟了太空發射系統(SLS)火箭的第二次"濕式彩排"。這項測試需要將70萬加侖超低溫液氫和液氧注入322英尺高的火箭。兩周前,正是連接發射臺與火箭的燃料接口發生液氫泄漏,迫使NASA中止了首次彩排。
超低溫燃料管理是航天工程的"阿喀琉斯之踵"。液氫溫度低至零下253攝氏度,任何微小的密封瑕疵都會導致燃料逃逸。此次測試中,工程師更換了雙道密封圈和一個堵塞的過濾器。但這只是權宜之計。
SLS火箭采用液氫液氧發動機,這種組合比沖高但極難駕馭。燃料加注過程需要精確控制壓力與溫度梯度,金屬管線在極冷條件下收縮,連接處承受巨大應力。NASA新任局長賈里德·艾薩克曼坦言,多年一次的飛行頻率加劇了密封件老化問題。
這次泄漏并非偶然。SLS火箭的核心級直接使用了航天飛機遺留的RS-25發動機,而氫燃料泄漏正是航天飛機時代的頑疾。從1981年到2011年,NASA一直在與氫脆和密封失效搏斗。
2022年11月,無人測試的阿爾忒彌斯1號任務就因同類泄漏推遲數月。歷史在重復:冷戰時期的工程技術遺產既提供了可靠的動力,也帶來了難以根除的設計局限。SLS被稱為"航天飛機的火箭",其燃料接口設計繼承了四十年前的結構邏輯。
長期停飛讓問題惡化。橡膠密封件在間歇性熱循環中失去彈性,管線接口的微觀形變累積成宏觀泄漏。這解釋了為何商業航天強調高頻發射保持系統"活性"。
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當NASA為 legacy 系統頭疼時,中國正在構建全新的載人登月體系。長征五號運載火箭同樣使用液氫液氧發動機,但其采用模塊化設計而非直接移植舊部件。
中國空間站常態化運營積累了寶貴經驗。天宮空間站每年多次發射補給,液氫燃料系統的密封件保持高頻使用狀態,避免了長期閑置導致的材料疲勞。更重要的是,中國正在研制長征十號新一代載人火箭。
這款專為登月設計的火箭摒棄了復雜的燃料接口繼承方案,采用更適合批量生產的標準化連接技術。按照中國載人航天工程辦公室公布的時間表,中國計劃在2030年前實現載人登月。與阿爾忒彌斯計劃的技術考古路徑不同,中國選擇了"白紙設計"策略。
阿爾忒彌斯3號將嘗試著陸月球南極,那需要更復雜的在軌加注或更大推力的火箭。如果SLS在基礎燃料加注環節就需要結構性 redesign,整個重返月球計劃的時間表可能面臨連鎖調整。
四名宇航員——包括首位飛向月球的女性和首位有色人種——正在等待。他們能否在3月啟程,取決于一個密封圈在極寒中的微觀表現。這提醒我們:即便擁有最宏大的太空夢想,人類航天仍然受制于最基礎的工程物理。
NASA. (2026, January 29). Artemis II SLS rocket with Orion spacecraft at Launch Complex 39B Photograph. Jim Ross/NASA via AP.
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