【美国新登月火箭运力不足，发射一次282亿，土星5号图纸丢了？】
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
经过11年的等待和16次延宕 ， 美国历史上第二大的火箭即将发射升空 ， 若一切顺利 ， 它会把“猎户座”飞船送到月球轨道 。 这枚巨型火箭专为深空探测任务打造 ， 称作“太空发射系统” ， 英文简称“SLS” 。
美国登月火箭准备发射
美国新登月火箭高度达到98米 ， 一级火箭直径9.8米 ， 它还捆绑了两个直径3.71米的固体火箭 ， 总发射质量达到2500吨 。 但与著名的土星5号相比 ， SLS还是稍弱——土星5号总高度为110米 ， 最大直径10.1米 ， 总质量近3000吨 。
也许未来新型号的SLS Block 1B会超过土星5号 ， 但它能不能造出来还是未知数 。
SLS火箭与土星5号对比
土星5号能一次将重达43.5吨的阿波罗飞船组合体送到月球 。 SLS火箭荷载只有27吨 ， 不够登月 。 即便将来Block 1B多加了一级 ， 最大载荷也只有38吨 。
但与“前辈”相比 ， 美国这枚新火箭却一点都不便宜 。 NASA最初研制太空发射系统火箭的预算是100亿美元 ， 到2021年已经花费超过230亿 。 土星五号在1964-1973年间总共获得64.17亿美元拨款（相当于2020年的354亿美元) ， 看起来比SLS贵多了 ， 但这包括了火箭的改进和13次发射费用 。 土星5号当时每次发射要花掉1.87亿美元（相当于2020年的10.3亿） ， 而美国宇航局监察长保罗·马丁在给国会提交的报告中称 ， 他的办公室计算出 SLS 前三次飞行每次要烧掉 41 亿美元（约282亿人民币！） ， 他说这个价格标签“不可持续” 。
新登月火箭比土星5号更贵
有朋友提出疑问：既然新火箭这么贵 ， 运力又小 ， 为什么不直接用土星5号成熟的设计？难道真如传言讲的——土星5号的图纸丢了？
土星5号图纸丢没丢不知道 ， 但按照NASA的说法 ， 就算是把之前的图纸全拿来 ， 也没办法依样画葫芦 。 原因有二：之前的供应商大多消失不见；土星五号及其“史上最牛发动机F-1” ， 都太落后了 。
在1960年代 ， 电子计算机还是个新生事物 ， 也是登月火箭必须要用到的设备 ， 被称为土星5号“大脑的大脑” 。 从发射前数据检查到发射后入轨参数的确认 ， 没有计算机就不可能做到 。 土星5号的计算机安装在第三级火箭仪器环内部 ， 它的主机频率只有2MHz ， 比现在任何一部函数计算器都弱；4个内存模块总容量仅16K字节 ， 却重达32.9公斤 ， 因此主机和内存不得不分开安装 。
土星5号飞控计算机算力很弱
如此落后的计算机 ， 你今天只能去博物馆里找 。 不仅如此 ， 航天迷们叹为观止的大推力火箭发动机F-1也是用最原始的工艺生产的 ， 工人们需要将极难焊接的耐高温金属用焊枪焊在一起 ， 几百条焊缝必须完美无缺 。 正因为有许多技术是通过技术工人手口相传 ， 并没有形成工艺文件 ， 因此当这些人退休之后 ， F-1发动机的制造就变得不可复制 。 而今天 ， 类似的工作完全由机器人或者3D打印来完成 ， 所有数据都以数字化方式存储 。
土星5号发动机靠人工焊接装配
NASA曾试图重新制造F-1发动机 ， 他们把一台没用过的F-1从博物馆里拉出来 ， 拆成零件 ， 再用激光扫描的方式3D建模 ， 做成数字文档 。 利用现代工艺 ， 技术团队将F-1发动机的5600个元件整合精减到仅40个 ， 最后打造出全新的F-1B发动机 ， 它的最大推力达180万磅 ， 比F-1增加了15% 。
然而新登月火箭最终没选择推力更强大的F-1B ， 而是使用4台RS-25氢氧火箭发动机 ， 外加两枚固体助推火箭来进行第一级的推进 。
SLS采用了航天飞机同款引擎
大家对橙色的新登月火箭印象深刻 ， 因为那是航天飞机燃料箱的颜色 。 通常火箭表面都要刷白色涂料来反射阳光 ， 使火箭内部的燃料不至于过热 ， 而SLS火箭的橙色是燃料箱隔热泡沫的本色 ， 为了减重 ， 火箭团队没有另外刷白色涂料 。
实际上NASA的新火箭几乎是航天飞机的“亲儿子”：燃料箱、引擎都是航天飞机用过的 ， 连那两个巨大的固体助推火箭也只是在航天飞机的基础上加了一节 。 就这样 ， SLS还是足足花了11年才第一次发射 。
推荐阅读
- 假如太阳消失了，地球能扛多久？人类又能抗多久呢？
- 地球上为何在南北半球大气中二氧化碳的含量会不同
- 5.7万年前的尸体现身北极，科学家担心有更危险东西，我们要警惕
- 冰封尸体重见天日！度假雪山接连发现人体遗骸，未来恐出现更多？
- 人类起源于南极？南极冰层下的隐秘
- 冰封3万年的猛犸象重现，科学家担忧：远古病毒会苏醒吗？
- ?太平洋底部出现630万年前不该有的东西，专家：不是来自地球
- 假如有坠入黑洞的机会，我们能去哪？你好奇吗？