小額捐款
贊助商
關於我們
香港輕新聞（Lite News Hong Kong）是一個致力於提供中立報導和獨到評論的網絡平台，成立於2015年9月。我們立足香港，關注全球的政治、時事、經濟、文化和趣聞。
去年出廠正在搬運中、並會用於亞提蜜斯1號任務的SLS BLK 1火箭。(照片來源： NASA圖片由Tyler Martin所攝/維基百科)
美國於當地時間1月16日星期六，美國亞提蜜斯登月計劃的核心SLS重型運載火箭的第一級，於密西西比州的聖路易市史坦尼斯太空中心展開最後一次的綜合點火測試，原有火箭的總運作時間是480秒，預計燃燒至少240秒以上，然而火箭測試在大約67秒左右就自動關機，現階段的原因尚未透露，不過照當場指揮室的說話紀錄顯示，可能是其中一組引擎出現故障，而在這段說話出現前，4號引擎的噴嘴外壁保護層曾發現閃光。這組引擎型號為RS-25液氫液氧火箭引擎，是現役同類型引擎中推力的次強者(推力最強的氫氧火箭是RS-68，而現役推力最強大的是俄國RD-180引擎，但那是燒煤油及液氧的)，之前都是穿梭機的引擎，已製造了十多年，且各自飛行了3-14次。今次啟用前曾進行過電子控制系統更新。
SLS第一枝火箭(亞提蜜斯一號)，以四個庫存的RS-25引擎(即穿梭機用主引擎SSME)所推動。就節省資金角度而言，將太空穿梭機老舊但可靠的設計與硬件「翻閹」成新的載具未嘗不是一個好方案，不過把庫存十年甚至二十年的東西拿來再用，可靠性還是有點令人擔心，再講本引擎數量始終也有限，到計劃後期還是要重造新引擎，相當於要重建生產線，有專家計算過屆時RS-25的成本將會比現時美國所用最大推力引擎RD180(買自俄國)貴6倍........(照片來自NASA，由Eric Bordelon所攝)
今次測試的提前終止，對於首發SLS於今年年底升空的計劃存在不少變數，因為現時用過的引擎要再拉回廠翻修，要過一段時間才能繼續測試，而現時波音仍有相當的RS-25引擎存貨，必要時可拿來使用(甚至把原用於第二發火箭的引擎提早拿來用)，但檢測及初期測試也要相當時間，是否趕得及在年底總裝發射，還是未知之數。
2015年用於初期測試的E2059號RS-25引擎。今次裝上主芯級用於共同測試的四個引擎中，E2056飛過4次、E2045: 飛過12次、E2058: 飛過6次，而最「後生」的E2060也飛過3次(包括最後一次穿梭機飛行)。這種引擎推力為418,000磅(海平面)及 512,300磅(真空)，緊急時更可將推力提高10%，燃燒時間為480秒，比衝分別為366(海平面)及412秒(真空環境)。由於氫氧引擎的燃燒膨漲比更高，這種引擎的推力效率較其他火箭好，更適合於真空環境中使用。(照片來自NASA)
NASA試驗引擎全系統的SLS第一節火箭片段。
戰神到SLS 波瀾不斷
由1990年代後期籌劃的的戰神系列火箭到現時的SLS火箭，其理念都是同出一轍，即是以發展已相當成熟的太空穿梭機的火箭引擎系統(和降落系統不同，引擎系統尤其是大推力的RS-25引擎其實已相當成熟)，發展出新一代運載火箭，形像地說就是將穿梭機發射系統改一改變成重型火箭；然而因為遇上08金融海嘯，NASA經費須大幅節約及奧巴馬政府改變了太空計劃的次序，只試射了一次的戰神系列初期型號就取消了。及後戰神系列被規格差不多的SLS所取代，SLS可說是更簡化的版本，主芯級的燃料箱直接修改自太空穿梭機的燃料箱，助推段就直接用加長了、裝入多一節葯柱的穿梭機固燃火箭助推器(Solid Rocket Booster / SRB)，第二級也放棄採用更強力的新火箭J-2X，代之以一直使用的RL-10B型空間推進引擎，太空船也使用原有已發展完成的獵戶座號，新東西除了火箭的載荷釋放系統和尚在競標中的登月器外，可說沒有幾個，然而這不單超支30億美元(合共100億美元)，且計劃也已延遲三年，似乎也是當初始料不及的事。
現時已知即將發展的SLS火箭會是三種六型，即BLK 1、1B及2型的載人型與其相對的貨運型。早期測試、第一次掠月及第一次月球降落會用上BLK 1型，其第二節火箭只有1個RL-10引擎，直徑也只有5.5米，這型號使用獵戶座飛船及尚由三間公司競爭中的新著陸器，進行為期6.5日的短期著陸任務；2025年後會開始用上進一步加粗至8.4米直徑、用上四枚RL-10火箭及有更大搭載量(40噸 VS 29噸)的第二節火箭 BLK-1B，從而搭載更多半永久設施前往月球或在月球軌道上建立中途空間站。至所有存倉的穿梭機固體燃料助推火箭SRB都用完後(約第八次任務)，就會更換成新型的固然助推火箭，從而再增加5噸搭載量的BLK-2。(照片及資料來源：NASA)
星艦登月想像圖，不過由於載荷艙都在上半部，要將它們搬到月面上確實有難度；另外星艦在離開地球軌道時亦要先在軌道上加注更多甲烷燃料，要以垂直狀態離開月面返回地球也要注滿甲烷燃料，在軌及月面加油技術仍然要作進一步研究，幾乎肯定趕不上這幾年的登月計劃了。(照片來源：SpaceX)
替代方案 難以替代?
當然，在SLS照樣大幅超支下，總要開始考慮其他替代方案，例如有人已開始轉向尋求SpaceX的星艦火箭，不過該火箭雖然運力超群，但試驗工作仍在進行，全系統試驗最快都要2023年才開始，而且若要發展成可搭載登月艇並實施在軌接合（以接回太空人），恐怕又要一輪研究。無論如何，星艦大約要等2030年代才成熟並執行常規的地月旅行任務，現階段要趕上亞提蜜斯計劃似不可行。
重獵鷹現時最大的問題仍然是載荷艙體積不足，而很多航天貨物其實不算重，體積卻比較巨大，故現在載重最大的一次任務，都沒有超過7噸重(打上地球同步軌道)，就算計上獵鷹9，最大發射載荷重量也未有超過15.6噸。(照片來自SpaceX)
相對而言，重獵鷹似乎是個較可行的替代方案，據所知NASA曾討論是否可轉用兩至三發重獵鷹代替進行一次發射任務，太空船各種零件在低軌道接合再飛向月球。然而重獵鷹以其太小的直徑與載荷艙空間，在搭載5米以上直徑的載荷同樣會遇上困難，且重獵鷹的推力足夠，但結構能否較長時間支撐載荷還是疑問（畢竟獵鷹系列試射過最重載荷也只有18噸）；更有甚者，多件奔月火箭的零件要在軌組合，可靠性可能進一降低。要解決還是要取決於金錢及設計、測試時間，故要作為短期替代方案仍有很大困難，絕非某些媒體單就本火箭的發射成本計算如何省錢.......
可能要到二十一世紀中期甚至後半期才有足夠科技實現的月面永久基地方案。(圖片來自European Space Agency)
無可否認的是，雖然亞提密斯登月計劃的硬件早在奧巴馬時代就開始發展，但登月計劃由2017年開始加速，無疑和特朗普「讓美國再次偉大」的「野望」有關。事實上，去年和不同國家簽署的月球合作協議「亞提密斯協定」（Artemis Accords），就和遠期開發甚至「獨霸」月球資源有關。客觀而言，新登月計劃對於人類的技術進步有一定裨益，且在長期而言也可以鞏固美國第一大國的地位，但仍然是特朗普的政績工程。只是，由於技術與時限原因，加上因為新冠疫情影響而令全球經濟受重創，計劃是否能如期進行也頓成疑問(拜登的顧問已指出登月計劃的時間需要一定調整)；另外既然是政績工程，如果特朗普當選，那就當然是可「犧牲」的項目了。
火箭測試開始後，高熱蒸發底部水池噴出的水蒸氣。(圖片來源：NASA及The Verge)
https://www.litenews.hk/%E3%80%90%E8%88%AA%E5%A4%A9%E3%80%91william-%E6%B3%A2%E9%9F%B3%E7%A6%8D%E4%B8%8D%E5%96%AE%E8%A1%8C-%E6%9C%80%E6%96%B0%E8%BC%89%E4%BA%BA%E9%A3%9B%E8%88%B9%E5%88%9D%E6%AC%A1%E8%A9%A6%E5%B0%84%E5%A4%B1/