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美國宇航局的新“巨型火箭”用于關(guān)鍵測試 |
| 發(fā)布時(shí)間：2020/11/13 |
美國國家航空航天局一直在研發(fā)一種“巨型火箭”，將人類送往月球，最終送往火星。預(yù)計(jì)巨型發(fā)射器核心部分的最新關(guān)鍵測試將在未來幾周內(nèi)進(jìn)行。有時(shí)與標(biāo)志性的土星五號相比，太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）能否幫助捕捉新一代月球探測的興奮？
在與路易斯安那州接壤的密西西比州南部，工程師們一直在努力開發(fā)出卓越的硬件。
一個巨大的橙色圓柱體懸掛在Stennis航天中心（位于美國圣路易斯灣市外的美國國家航空航天局測試設(shè)施）地面上的一個同樣堅(jiān)固的鋼結(jié)構(gòu)上，稱為B-2測試臺。
從頂部到底部長65m（212英尺），比自由女神像更長。圓柱體代表著太空飛船的核心，其力量比1960年代以來世界所能見到的任何東西都要強(qiáng)大。
它被稱為太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS），由液體燃料核心級（在其基礎(chǔ)上具有四個強(qiáng)大的RS-25發(fā)動機(jī)）和兩個綁在側(cè)面的固體燃料助推器組成。
完全組裝好的飛行器提供了必要的巨大推力，將宇航員從地球上炸開并朝月球投擲。根據(jù)美國國家航空航天局（Nasa）的阿爾the彌斯（Artemis）計(jì)劃，下一個男人和第一個女人將在2024年被派往月球表面。這將是自1972年阿波羅17號以來地球上唯一的自然衛(wèi)星上的首次載人降落。
美國宇航局月球火箭芯離開測試
它可能使用為航天飛機(jī)開發(fā)的技術(shù)，但在許多方面，SLS是土星五號的現(xiàn)代繼承人，土星五號是完成所有阿波羅飛行任務(wù)的巨型火箭。
經(jīng)過十年的發(fā)展，SLS現(xiàn)已進(jìn)入關(guān)鍵階段。長達(dá)一年的核心階段測試計(jì)劃即將結(jié)束。它被稱為“綠色奔跑”，旨在消除火箭在定于2021年11月進(jìn)行的首次飛行之前出現(xiàn)的所有問題。
今年1月12日，第一艘SLS核心階段從新奧爾良工廠組裝的駁船上運(yùn)到Stennis。然后用起重機(jī)將其舉起并垂直安裝在B-2測試臺上。
斯坦尼斯太空中心SLS Green Run測試指揮員Ryan McKibben告訴BBC新聞：“當(dāng)您實(shí)際看到帶有真正航空電子設(shè)備的真實(shí)交易時(shí)，真正的儲罐-容納500,000加侖的液態(tài)氫儲罐和超過200,000加侖-這是一輛了不起的車?！?br />
SLS
綠色運(yùn)行分為八個部分-或測試用例。自今年年初以來，來自美國國家航空航天局和波音公司（波音公司）的工程師一直在進(jìn)行這些單獨(dú)的測試。其中包括為航空電子設(shè)備（飛行電子設(shè)備）加電，評估不同系統(tǒng)和組件的性能以及模擬問題。
Ryan McKibben說：“我們能夠按時(shí)完成它，這是非常幸運(yùn)的：加電，進(jìn)行泄漏檢查，甚至為某些系統(tǒng)加壓?！?br />
“其中一個測試用例，五個測試用例，我們最終對引擎進(jìn)行了平衡-那就是我們以液壓方式移動它們，以便您可以在飛行中進(jìn)行航向校正。這很有趣。”
在明年的第一個任務(wù)（稱為Artemis-1）期間，SLS將在月球周圍的環(huán)形軌道上發(fā)射未拉緊的獵戶座艙。這將使美國宇航局在允許宇航員繼續(xù)飛行之前對太空艙進(jìn)行評估。
核心階段
其余兩個核心階段測試至關(guān)重要。第七名，被稱為濕衣服彩排（WDR），涉及在核心級儲罐中滿載火箭燃料的液態(tài)氫（LH2）和液態(tài)氧（LOX），從而使燃料燃燒。這些一起被稱為推進(jìn)劑。
一條水道蜿蜒穿過Stennis航天中心的地面，并將其連接到附近的珠江。這樣，重型設(shè)備和硬件就可以在不同的美國國家航空航天局站點(diǎn)之間運(yùn)輸。在濕衣服排練期間，總共六艘載有LH2和LOX的駁船將?？吭贐-2測試臺附近。
冷（低溫）推進(jìn)劑將從這些駁船通過管道輸送到核心級儲罐。使用氫氣（一種非常輕的氣體）相對容易，但是氧氣很重，必須泵送。
加載將花費(fèi)大約六個半小時(shí)。儲罐裝滿后，它們將不斷加滿，因?yàn)橥七M(jìn)劑的溫度低于零以下幾百度，并且會隨著時(shí)間的流逝而沸騰。
工程師將收集數(shù)據(jù)并將其與數(shù)學(xué)模型進(jìn)行比較，以檢查整個系統(tǒng)的行為是否符合預(yù)期。
Stennis團(tuán)隊(duì)將在WDR期間模擬發(fā)射倒計(jì)時(shí)，將事情推高至T減（剩余時(shí)間）33秒標(biāo)記。
波音公司副總裁兼SLS計(jì)劃經(jīng)理約翰·香農(nóng)（John Shannon）上個月對記者說：“我們將花費(fèi)大約兩周的時(shí)間來查看數(shù)據(jù)，以確保所有系統(tǒng)的運(yùn)行均符合預(yù)期?！?br />
“我們將出去檢查車輛，確保沒有意外。”
第八次也是最后一次測試（稱為引擎“ hotfire”）將從33秒開始。在核心舞臺固定到展臺的情況下，熱火將首次將其四臺強(qiáng)大的RS-25發(fā)動機(jī)一起發(fā)射。
麥基本說：“這是一個持續(xù)的過程，這是我們的目標(biāo)?！?“同時(shí)點(diǎn)燈不止一次是令人興奮的……我們在該地點(diǎn)已經(jīng)將近40年沒有這樣做了。”
除了將生成的工程數(shù)據(jù)之外，該測試還將證明SLS的強(qiáng)大功能。
這些發(fā)動機(jī)與現(xiàn)在退役的航天飛機(jī)軌道飛行器一樣，將產(chǎn)生高達(dá)160萬磅的推力。這與六架全功率的747客機(jī)大致相同。
盡管將推進(jìn)劑送入RS-25發(fā)動機(jī)時(shí)處于低于冰點(diǎn)的高度100度，但出現(xiàn)的排氣溫度為3,315C（6,000F）-足以使鐵沸騰。
媒體標(biāo)題如何使用水冷卻火箭廢氣
Ryan McKibben說：“我們將水倒入一個盛有大量水的水桶中。水使水不會直接在測試臺中燃燒。”
數(shù)十萬加侖的水被引導(dǎo)到火焰桶中以冷卻廢氣。此外，將使用數(shù)萬加侖的水在發(fā)動機(jī)周圍形成水“簾”，以抑制發(fā)動機(jī)在燃燒8.5分鐘時(shí)產(chǎn)生的噪音。
這樣做是為了保護(hù)核心平臺在錨固到支架時(shí)免受振動。
麥基本說：“我們絕對很興奮，因?yàn)槟槐亟?jīng)常嘗試新的航天器?！?br />
工程師最近一直在對預(yù)閥問題進(jìn)行故障排除，預(yù)閥可為RS-25發(fā)動機(jī)提供液態(tài)氫燃料。但是麥基本先生說，這是“我們有能力勝任的事情”。
測試在很大程度上進(jìn)行得很順利，但是由于Covid-19，有五個星期的停止。此外，由于颶風(fēng)季節(jié)特別活躍，由于熱帶天氣，該地點(diǎn)的工作也不得不關(guān)閉六次。
SLS離開啟動板
原定于11月初至11月中旬舉行，現(xiàn)在預(yù)計(jì)將在接下來的六到三周內(nèi)進(jìn)行濕衣服排練和熱火表演。
團(tuán)隊(duì)意識到要在1月的時(shí)間表上完成將核心階段交付給佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心的工作，在那里它將進(jìn)行最后的處理和準(zhǔn)備在2021年11月發(fā)射。
麥基本說，他相信團(tuán)隊(duì)仍然可以滿足這個時(shí)間表，但是他補(bǔ)充說，這取決于核心角色在WDR期間的表現(xiàn)。
對于那些希望美國國家航空航天局將其更多活動移交給商業(yè)公司的人來說，SLS一直是一個避雷針，而那些認(rèn)為政府火箭是專門為載人而設(shè)計(jì)的，并基于成熟的技術(shù)，是深空導(dǎo)彈的最佳選擇。太空探索。
到今年年底，SLS的成本將超過170億美元，但如果不進(jìn)行重大修改，現(xiàn)有的商業(yè)火箭都無法一次性將“獵戶座”，宇航員和重物運(yùn)送到月球。
土星五號
目前尚無明確跡象表明拜登政府可能會采取人類航天計(jì)劃的方向。
阿耳emi彌斯的努力得到了兩黨的支持。但是一些國會山議員可能不一定像邁克·彭斯（Mike Pence）去年宣布的時(shí)間表那樣，在2024年前將人類降落在月球上。
毫無疑問，月球計(jì)劃重新奪回了阿波羅時(shí)代的某些激情。麥基本先生說，他對土星五號工程師在1960年代所做的事情感到敬畏。B-2測試臺是為測試土星第一階段的五臺發(fā)動機(jī)而制造的，這對他來說并沒有丟失。
McKibben先生帶著筆記本電腦移動起來，向我展示了他所擁有的汽車：1969年的海軍道奇Dart（尼爾和巴茲在寧靜之海降落的那一年）。
他告訴我：“這是一個曾經(jīng)測試過土星V的老測試員。”
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