阿尔忒弥斯计划的起源:妥协,走向首飞(系列之四)

在上一章节我们提到过,奥巴马时代的NASA太空探索目标相对不明确,这最大的好处是给了商业航天公司巨大的发展机遇,能够入轨的商业公司火箭逐渐增多、SpaceX可重复使用火箭逐渐成熟、多达3家企业有能力向国际空间站运送物资……蓬勃发展的商业航天撑起了美国航天的半边天,也为后期阿尔忒弥斯计划的妥协和推进奠定了基础。

2017年9月,川总入主白宫几个月后便不顾反对,提名年轻的布里登斯廷为宇航局长强力整合航天计划。并于同年底推出了其太空计划一号指令:“NASA要领导具有商业价值、创新性和可持续发展的太空探测计划,和国际合作伙伴共同推动人类在太阳系中的拓展,为地球带来新知识和新机遇。从近地轨道以外出发,NASA将重返月球并长期驻留探索,并利用其资源,到达火星或者更远的深空”,这一政策基本持续到了川总卸任。2021年,拜总的发言人表示将继续支持该计划。

布里登斯廷局长向国际伙伴介绍阿尔忒弥斯计划

布里登斯廷上任后,对内与私营航天公司建立良好的合作,把近地轨道的任务逐渐发包给SpaceX等新兴公司,同时游说国会给太空发射系统和月球门户更多的资金支持;对外积极与欧空局、日本宇航局、加拿大宇航局甚至是俄航天集团老板罗戈津亲自会面,大力推进月球门户的国际合作,将合作落实在合同上。摆平这些后,布里登斯廷开始对深空探测项目进行大规模整合。

随着川总喊出“2024重返月球”的口号,布里登斯廷领导NASA面对“缺资金、时间紧、任务重”的局面,对深空探测任务做出了巨大的妥协与改变:

简化版太空发射系统SLS Block 1加速推进

  • 首先,NASA调整了“月球门户”轨道站的优先级,不再强求2024年前完成轨道站的建设,只需提供维持宇航员生活和登月的基本模块;不再为了面子等待用太空发射系统(SLS)来发射基本模块,而是将“月球门户”基础舱段的直径改小,改用SpaceX的重型猎鹰火箭分两次发射入轨;此外,还给出了不经由月球门户而直接登月的备份方案,国际合作舱段在载人登月完成前暂不发射。
  • 其次,否决了耗资且风险极高的首飞就载人的方案,将太空发射系统SLS的测试发射任务和一号任务(SLS-1)合并成一次不载人任务,这样既降低了成本、风险,又节约了资金。同时确定了SLS-2任务载人绕月飞行,SLS-3任务载人登月(首位女性)。
  • 第三,推迟直径8.4米、4台RL-10引擎组成的“探索上面级”的列装。直到完成载人登月,前三次任务均简化为使用直径5米、1台RL-10引擎组成的“临时低温上面级”。由于“临时低温上面级”本身就是现役德尔塔4火箭二级的换马甲产品,开发进度大大提高。
  • 第四,打破公平竞争的传统模式,将登月舱(人类着陆系统)的合同直接授予看起来更靠谱的SpaceX。后者将用自家的星际飞船为原型,为NASA打造新一代登月舱,以节约时间和资金成本。但NASA也承诺重返月球成功后,将进行二次招募,其他公司依然有机会赢得第二阶段的登月舱合作机会。

猎户座飞船与太空发射系统集成

尽管接下来的进度还因为各种原因有所拖延,但整体上推进已经比较顺畅。2017年7月,SLS火箭首台低温上面级交付NASA,同年完成了SLS火箭芯级主发动机的测试;2018年底,欧空局向NASA交付猎户座飞船服务模块;2019年,NASA宣布“从月球到火星”的深空项目正式命名为“阿尔忒弥斯计划”,猎户座飞船乘员舱与服务模块合体成功,用于阿尔忒弥斯1号任务的SLS火箭4台主发动机安装完成。

2020年因大流行略有延误;2021年3月SLS火箭芯级完成测试,4月抵达肯尼迪航天中心,10月芯级与低温上面级、猎户座飞船组合完毕;从2022年3月17日至6月20日,船箭组合体在39B发射塔历经4次最终通过了湿式演练,完成了首飞前的所有准备工序。7月2日,NASA宣布执行阿尔忒弥斯1号任务的首枚SLS火箭将于8月29日发射升空,执行长达一个多月的不载人绕月飞行任务。

阿尔忒弥斯1号首个发射窗口前4小时

阿尔忒弥斯计划的起源到这里就基本说完了,后续我们与您一起持续关注这次令人振奋的绕月任务。

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