密西西比州斯坦尼斯航天中心——對於 NASA 龐大的新型月球火箭來說,第二次嘗試才成功。
太空發射系統 (Space Launch System)(SLS)的核心級,NASA 正在開發這種火箭,用於將宇航員送往月球、火星和其他遙遠的目的地,於週四(3 月 18 日)啟動了一項關鍵的飛行前測試。
當 SLS 核心助推器的四個 RS-25 發動機在 NASA 斯坦尼斯航天中心的測試臺上轟鳴時,濃煙和火焰滾滾而出。點火發生在東部夏令時下午 4:37(格林威治標準時間 2037),當時 70 萬加侖(260 萬升)的低溫燃料開始流經發動機。
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“熱火”測試運行了不到 500 秒,這正是 NASA 計劃和希望的時長。這次試驗是對 1 月 16 日進行的相同測試的重複。但早期的發動機測試比預期結束得早得多,發動機在轟鳴啟動後僅一分鐘多一點就關閉了。
1 月份燃燒時間短暫的原因歸咎於與其中一個發動機相關的液壓系統;調查人員確定,該系統顯然在一個引數中超過了保守的預設限制,從而觸發了關機。NASA 評估了首次測試收集的資料,並決定繼續進行重複測試,以確保核心級在運往發射場(NASA 肯尼迪航天中心 (KSC),位於佛羅里達州)之前執行正常。
“多麼美好的一天,多麼棒的一次測試,”NASA 代理局長史蒂夫·尤爾奇克在週四晚上的測試後新聞釋出會上說。
“這是推進我們阿耳忒彌斯計劃目標的一個重要里程碑,”他補充說。“今天事情進展得如此順利,我幾乎說不出話來。”
阿耳忒彌斯是 NASA 的載人月球探測計劃,旨在最早在 2024 年將宇航員送上月球表面,並在本十年末在地球最近的鄰居及其周圍建立長期、可持續的人類存在。
NASA 的大型新型月球火箭
SLS 是阿耳忒彌斯計劃的關鍵組成部分。該計劃的首次飛行,阿耳忒彌斯 1 號,將使用 SLS 火箭將 NASA 的 獵戶座飛船 送往月球周圍進行無人飛行。
阿耳忒彌斯 1 號目前計劃在今年年底前發射,儘管目前尚不清楚這是否真的會發生。在首次 SLS 核心級熱火測試之後,時任 NASA 局長吉姆·布里登斯廷表示,現在判斷該飛行器是否仍能在今年年底前首次亮相還為時過早。
該機構預計將在本次測試後決定 SLS 何時升空。
在 1 月 16 日的熱火測試之前,波音公司 SLS 副總裁兼專案經理約翰·夏農表示,發動機需要執行約 250 秒才能獲得將核心級運往 KSC 所需的資料。最初的測試遠未達到 250 秒,並且在團隊能夠萬向節(或移動)發動機之前就停止了,而萬向節是關鍵的測試操作。因此,團隊決定需要進行第二次測試。
第二次熱火測試
週四,當團隊推進當天早些時候開始的倒計時時,所有系統都“準備就緒”。飛行器裝載了超冷的液氫和液氧,然後發動機在大約下午 4:37 點火。美國東部夏令時(格林威治標準時間 2037)。
熱火測試是一項關鍵測試,它使 SLS 核心助推器元件——四個 RS-25 主發動機、燃料箱以及火箭的計算機和航空電子裝置——經受考驗。該測試模擬了發射過程,同時將火箭牢牢固定在測試臺上。
斯坦尼斯的同一個測試臺也曾用於測試 NASA 的 土星五號火箭 和太空梭軌道器的發動機。SLS 核心級和測試臺都配備了在測試期間記錄資料的儀器。
NASA 新奧爾良米丘德組裝廠的 SLS 專案經理錢德勒·舍爾曼說:“測試臺與今天的飛行器同樣重要。”
NASA 希望這四個發動機的燃燒時間能夠超過首次測試時的 67 秒,這個願望實現了,因為這次測試運行了 499.6 秒。
NASA 熱火網路直播的一位評論員說:“是的,他們顯然獲得了他們追求的完整時長,這真是個好訊息。”“我想你聽到了掌聲。”
NASA 馬歇爾太空飛行中心的 SLS 級經理朱莉·巴斯勒在週四晚上的新聞釋出會上說:“我們需要四分鐘,而我們做得比需要的兩倍還要好。”“所以,非常感謝團隊。”
SLS 正在組裝
SLS 最初於 2011 年構思,最終正在組裝,以便在今年晚些時候進行一次繞月無人飛行。
每枚 SLS 火箭都採用四個 RS-25 發動機來發射其 212 英尺高(65 米)的核心級。它還依靠綁在核心級兩側的兩個固體火箭助推器和一個上面級來推動 NASA 的 獵戶座載人艙 超出近地軌道。
計劃用於首次 SLS 發射的獵戶座飛船現已完成,正在 KSC 進行飛行處理。助推器現已完全堆疊,並放置在 KSC 的車輛組裝大樓 (VAB) 中,等待核心級。
該機構搶救了最初用於 太空梭計劃 的 16 個 RS-25 發動機。這些發動機甚至曾執行過關鍵任務,包括一次為 NASA 哈勃太空望遠鏡提供維修服務的任務,以及一次幫助發射 2011 年最後一次太空梭飛行的任務。
庫存中的 16 個發動機將用於前四次 SLS 發射,用於阿耳忒彌斯 1 號至 4 號任務。(NASA 已與 Aerojet Rocketdyne 簽訂合同,為後續飛行再建造 24 個 RS-25 發動機。)
由於前幾次任務中的發動機是太空梭的剩餘部件,因此該機構不得不新增新的計算機控制器以及其他升級,以確保發動機能夠應對 SLS 發射更高的效能需求。
固體火箭助推器段也是從太空梭計劃中回收的。在經過翻新後,每個段都相互堆疊並在 VAB 中組裝。
堆疊的 SLS-獵戶座組合還將配備一個 發射中止系統,該系統旨在在發射過程中出現問題時將艙體從火箭上拉開。
通往測試臺的道路
在過去的幾年裡,NASA 一直在系統地測試 SLS 的各種元件。
該機構分別測試了每個主發動機,以確保它們按預期點火。為了確保飛行硬體符合設計預期,NASA 啟動了所謂的“綠色執行”,這是一系列漫長的試驗,測試了飛行器的航空電子裝置、倒計時和發射時間表、燃料加註程式等等。
測試進展順利,但由於全球疫情以及影響測試場地的異常多的熱帶風暴和颶風而變得複雜。這導致了發射器測試的更多延誤。
週四,四個 RS-25 發動機的點火結束了綠色執行,綠色執行始於對火箭物理結構的應力測試。
熱火測試的目標是完成發射日程式並點燃四個發動機,讓它們燃燒略多於八分鐘——大約是它們在實際飛行中燃燒的時長。
正如預期的那樣,發動機轟鳴啟動,燃燒了 499.6 秒,產生 160 萬磅的推力。全時長測試將為工程師提供大量關於核心級效能表現的資料。
NASA 宇航員澤娜·卡德曼在測試後告訴 Space.com:“這太史詩了。”“我迫不及待地想看到他們收集的資料。”
NASA 宇航員傑西卡·梅爾也參加了週四在斯坦尼斯進行的測試,她說:“這是一次令人驚歎的測試。”“祝賀整個 NASA 團隊。”
團隊需要幾天時間來審查資料,然後才能批准核心級執行下一項任務:翻新並最終運輸到 KSC。
收集了數 TB 的資料,據巴斯勒稱,如果一切按計劃進行,核心級可能會在四月中旬運往佛羅里達州。
一旦到達,助推器將與已在現場的飛行器的其餘部分整合。這包括其兩個固體火箭助推器,目前正在 KSC 的 VAB 中堆疊。
固體火箭助推器在分段運往佛羅里達州之前已經過測試。每個助推器由五個段組成,這些段相互堆疊。這些段已完成並準備好與核心級整合。
獵戶座飛船也已完成,幾乎準備好在火箭完全組裝完畢後固定在 SLS 的頂部。
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