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SpaceX星艦崛起:能否取代NASA的超級火箭?

2024-12-07 12:44:38

NASA 的巨型月球火箭——太空發射系統(SLS)可能面臨困境。隨著 SpaceX 的星艦等競爭性運載火箭的快速發展,一些人開始質疑 NASA 是否還需要擁有自己的超級火箭。這一問題可能成為即將上任的特朗普政府關注的焦點,而 SpaceX 執行長馬斯克將在其中扮演關鍵角色。

“說服政府取消 SLS 絕對符合馬斯克的利益。”來自美國航天諮詢公司 Astralytical 的 Laura Forczyk 說,“然而,這並不取決於他。”

SLS 的開發已超過十年。這枚火箭高達 322 英尺(98 米),比上世紀 60 年代和 70 年代將阿波羅宇航員送上月球的土星五號火箭還要強大,然而它的成本也很高,每次發射估計耗資 41 億美元。

SLS 的初衷十分明確,將宇航員重新送上月球表面。作為 NASA 阿爾忒彌斯計劃的關鍵組成部分,這款火箭旨在搭載獵戶座載人飛船,並被寄予在 2019 年由特朗普政府啟動的計劃中發揮重要作用的期望。“它依然具有重要的作用。”曾任 NASA 副副署長並參與 2010 年 SLS 開發決策的 Daniel Dumbacher 說。“SLS 專案執行的邏輯仍然成立。”

2022 年,SLS 完成了其首次發射,執行了阿爾忒彌斯一號任務,將獵戶座無人飛船送入繞月軌道。這一試飛為後續任務鋪平了道路,2025 年 9 月,阿爾忒彌斯二號任務將進行類似的飛行,將搭載四名宇航員。計劃中的阿爾忒彌斯三號目前定於 2026 年 9 月進行,將完成美國“重返月球”計劃中的首個登月任務。

SLS 也可能被用於其他深空任務。NASA 曾計劃利用 SLS 發射其“歐羅巴快船”前往木星的衛星歐羅巴,但因成本和延誤問題,最終改用 SpaceX 的獵鷹重型火箭,該任務已於今年 10 月發射。此外,SLS 還被視為 2028 年開始發射 NASA 新月球空間站“門戶”元件的潛在選項,目前該空間站仍在開發中。

NASA 的登月計劃是利用 SLS 將宇航員送至月球軌道上的獵戶座飛船,隨後與一個獨立的登陸器對接並降落月面。目前的設想是 SpaceX 的星艦將被作為登陸器——一個巨大的可重複使用的航天器,可執行多次發射和著陸任務。馬斯克還希望星艦未來能夠將人類送往火星。

星艦目前正在測試階段。上個月,它完成了一次壯觀的飛行測試,其中火箭的下半部分超重型助推器在德克薩斯州博卡奇卡由 SpaceX 的“筷子”發射塔捕獲。星艦的動力最終將超越 SLS,而且設計上完全可重複使用,而 NASA 的火箭在每次發射後都會被棄置於海洋。

星艦的成功以及其他大型商業火箭(如 Jeff Bezos 旗下“藍色起源”的新格倫火箭)的發展,令 SLS 的必要性受到質疑。今年 10 月,億萬富翁 Michael Bloomberg 稱 SLS 是“納稅人資金的巨大浪費”。11 月,記者 Eric Berger 表示,該火箭被取消的可能性至少有 50%。

“我認為這個決定是正確的,很難證明 SLS 的必要性。”現任加州大學伯克利分校、曾任 SpaceX 任務總監的 Abhishek Tripathi 說。

但這並非簡單的計算問題。Dumbacher 指出,雖然 SpaceX 在星艦的開發上取得了巨大進展,但仍有許多工作要完成。例如,星艦需要進行多達 18 次發射,在地球軌道中為一個月球星艦補充燃料,然後才能完成奔月任務。首次燃料轉移測試預計將於明年進行。

相比之下,SLS 只需一次發射即可將獵戶座直接送往月球。因此,僅在“18 次星艦發射的成本低於一次 SLS 發射時,SLS 的重要性才會降低,”Dumbacher 說。NASA 曾在 2021 年向 SpaceX 支付 29 億美元,用於阿爾忒彌斯三號任務的首個星艦登月,但每次發射的具體成本尚不明確。

NASA 也正在為未來的 SLS 發射專案開發硬體。“阿爾忒彌斯二號所需的所有 SLS 元件已交付。”NASA 發言人在回覆郵件提問時表示,並補充說,SLS 還為阿爾忒彌斯二、四和五號任務生產了“硬體”。

“NLS 可以在單次發射中將比任何其他火箭更多的有效載荷送往月球。”NASA 表示。“該火箭的設計是為了滿足 NASA 的月球運輸需求。”

Dumbacher 指出,如果美國希望在中國 2030 年前實現載人登月計劃之前重返月球,取消 SLS 可能會是一個敗著。“現在不是重新審視哪種火箭最好的時候。”他說,“每拖延一分鐘,中國人就越可能先登上月球。”

當選總統特朗普已任命馬斯克在新政府中擔任角色,作為政府效率部門的一部分,幫助削減公共開支。雖然這一倡議的具體職責尚不明確,但像SLS這樣的專案可能會接受審查。

然而,取消 SLS 需要國會的支援,而共和黨在國會只擁有微弱的多數優勢。“SLS 在兩黨之間非常受歡迎,”Forczyk 說,這意味著想要立即採取行動可能會很困難。“投入 SLS 的資金為關鍵國會選區的納稅人和選民帶來了好處,”她補充道,“我們不知道馬斯克將有多大影響力。”

看起來 SLS 至少會在明年 9 月執行阿爾忒彌斯二號任務,但之後的前景更加不確定。“我認為最合理的做法是在阿爾忒彌斯三號之後取消 SLS。”Forczyk 說。

除了 SLS 專案本身,這樣的決定可能對 NASA 產生廣泛影響,尤其是對於整體預算的影響。目前 NASA 的預算為 254 億美元,是世界上資金最充足的航天機構。這筆資金用於天體物理學、天文學、氣候研究以及太陽系探索等多個領域的科學研究。

“取消 SLS 相當於在削弱對 NASA 當前預算水平的支援。”Tripathi 說,“一旦預算被削減,它很難再回到當前水平。要謹慎對待自己的期望。”

https://www.technologyreview.com/2024/11/28/1107511/whats-next-nasas-giant-moon-rocket/

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