北京時間3月18日，美國肯尼迪航天中心，太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）重型火箭與“獵戶座”載人飛船完成總裝。隨后，承載著箭船組合體的活動發(fā)射平臺駛出總裝車間，垂直轉(zhuǎn)運至發(fā)射區(qū)，開始進行發(fā)射場合練。至此，歷時10年研發(fā)的太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭Block1構(gòu)型正式亮相。未來，它將承擔(dān)美國 “阿爾忒彌斯” 登月計劃的載人發(fā)射任務(wù)。

縱觀美國太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭的研發(fā)歷程，可謂一波三折。該型火箭于2011年開始研制，原定于2017年首飛。然而，其研制過程中遇到諸多困難，最終在耗資200多億美元、歷時多年后才得以亮相。

3種構(gòu)型漸進發(fā)展

20世紀(jì)70年代末，美國成功研制出航天飛機，用于天地間往返運送人員和物資。由于沒有逃生系統(tǒng)，美國航天飛機曾發(fā)生兩起嚴(yán)重事故，導(dǎo)致14名航天員遇難。特別是2003年，美國“哥倫比亞”號航天飛機從太空返回地面時發(fā)生爆炸，給人們留下?lián)]之不去的陰影。時任美國布什政府啟動“星座計劃”，研制“阿瑞斯”系列火箭代替航天飛機。奧巴馬政府上臺后，“星座計劃”由太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭取代。2011年，“亞特蘭蒂斯”號航天飛機執(zhí)行完最后一次飛行任務(wù)后，航天飛機徹底退出歷史舞臺。與此同時，太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭正式進入研制階段。

按照原計劃，太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭有Block1、Block1B和Block2三種構(gòu)型。其中，Block1構(gòu)型由芯級、五段式固體助推器（2枚）、級間段、過渡低溫上面級和飛船支架組成，可實現(xiàn)70噸近地軌道運載能力和27噸地月轉(zhuǎn)移軌道運載能力。Block1構(gòu)型通過月球任務(wù)演示驗證后，美國宇航局計劃采用探索上面級替換過渡低溫上面級，同時換裝固體助推器，形成Block1B構(gòu)型。Block1B構(gòu)型的近地軌道運載能力為105噸，深空運載能力達到42噸。未來，在Block1B構(gòu)型的基礎(chǔ)上，通過換裝更先進的助推器形成Block2構(gòu)型，實現(xiàn)130噸的近地軌道運載能力，深空運載能力提升至46噸。

太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭充分借鑒了航天飛機技術(shù)，如發(fā)動機改裝自航天飛機的主發(fā)動機，芯級采用與航天飛機相同的8.4米直徑，因而可使用原來的生產(chǎn)線進行生產(chǎn)。固體助推器由航天飛機的四段式改為五段式，大部分也采用回收的固體助推器。二級為過渡低溫上面級，配備一臺成熟的液氫液氧發(fā)動機，級間段則由歐洲生產(chǎn)，是最早交付總裝的產(chǎn)品。

研制模式已落伍

既然技術(shù)上具備充足的繼承性，為何太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭的亮相時間從2017年推遲至2022年，是受重視程度不夠？恰恰相反，太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭作為美國宇航局唯一承載空間發(fā)射任務(wù)的重型運載工具，受到“百般呵護”。

真正使太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭一拖再拖的原因，一是在于研制重型運載火箭的難度，二是受制于按部就班的傳統(tǒng)研制模式。太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭直徑8.4米，擁有世界上最長的芯一級，全箭長度接近100米，起飛質(zhì)量約2600噸，起飛推力3992噸，無論從“身高”“體重”還是“腰圍”看，都是一個“巨無霸”式的存在。如果按照傳統(tǒng)研制模式開展大型地面試驗，必然需要花費更多時間。再加上研制中出現(xiàn)種種故障，進度推遲也就不足為奇了。與其形成鮮明對比的，是美國太空探索技術(shù)公司的“超重-星艦”。其采用快速迭代的研制模式，正式研發(fā)僅3年多時間，但研發(fā)進度驚人。

如今，太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭終于亮相，讓外界對其首飛增添了幾分期待。如果一切順利，太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭有望于今年底完成首次飛行任務(wù)。（少謀）