它是航天飞机的继承者，SLS火箭如何再次承载人类登月梦想

化学火箭，人类星空梦想的朋友

化学动力火箭，这是一个让我们又爱又恨的一个载具，化学动力火箭这么多年来一直帮助我们探索宇宙，随着引擎和火箭结构制造工艺等技术的不断发展，化学火箭可以执行更加复杂，更长距离的任务。现在，火箭科学家们还为化学火箭增加了可回收的功能，科学技术一直在进步，我也很期待未来化学火箭的变化。

很长一段时间之内，人类都将与化学推进火箭相伴，这是目前无法改变的，不过人类也没有停止进步。未来深空任务越来越多，我们还需要更加强大的火箭以满足任务要求，这时候化学推进火箭又重现光芒。它们的身影甚至超过了任务本身，比如土星五号，作为阿波罗登月计划的“专用”火箭，土星五号的成就就是把人类送上月球。

阿波罗8号在月球轨道看到的月球

登月火箭一直需要极高的标准，也需要极高的安全性。不过登月已经是50年前的事情了，现在人类想要重新登月，需要的火箭最起码要和土星五号拥有同样的标准。美国宇航局的SLS火箭发射系统就是新时代的登月火箭，建造登月火箭确实不是一件容易的事情，它的结构，动力，安全性都需要重新考究，重新制作。

现代登月火箭

现在大家可能会想问了，既然土星五号之前曾经成功执行过多次任务，那么再建造一个土星五号不就可以了吗，其实这是一个好想法，但是只可惜现在我们无法复制土星五号。大量有关火箭设计的技术文档都不见了踪影，当年设计和制造土星五号的工程师和专家都已经退休或者死亡。而且制造土星五号不是仅有美国宇航局就可以完成的，这需要很多分包制造商，这些制造商很多都已经解散，其内部流程文件也已经丢失。另外，建造土星五号需要特定的制造工艺，而这些工艺现已过时，制造火箭所需的工具也已不复存在。

阿波罗17号任务准备期间的土星五号和SLS火箭发射系统（渲染图）

土星五号火箭虽然帮助人类达成了登月梦想，但是这个梦想确实是很昂贵，土星五号在10年内共进行了13次发射，耗资共470亿美元，每次单说发射的费用约为36亿美元。这就是科学技术的早期体现，面对如此庞然大物，人类必须要花更多精力和预算，而现在SLS火箭发射系统的建造费用和之后的发射费用几乎是土星五号的一半。慢慢的，有新技术的加持，发射火箭会越来越便宜。还有一个有趣的例子，就比如说现在发射火箭，一个星期就会发射几次，甚至三天两次，一天两次，在50年前，这是不可能做到的。

面对土星五号的辉煌，我们更应该把新的希望寄托在SLS身上，这是新的登月火箭，SLS和猎户座飞船将再次承载人类的梦想前往月球。想要实现梦想，就要向现实挑战，制造火箭的关键就是路线，也可以说是实验的路线。不过在了解实验路线之前我们先看看SLS的主体结构，SLS是五段式固体火箭助推器，核心级，还有猎户座上级发动机结构和RS-25引擎。

在今年年初，SLS的核心级被运送到斯坦尼斯试验场的B-2试验台，工程师们准备对其进行数个月的绿色运行测试，核心级的四台RS-25发动机都需要进行八分钟的全时点火试验

SLS和猎户座的第一次联合测试名为Block 1，这次任务美国宇航局计划向月球轨道运载26吨的科学载荷，它将由两个双五段固体火箭助推器和由4台RS-25引擎组成的核心级提供动力。到达一定轨道后，上层临时推进阶段ICPS将会把猎户座送入月球轨道。

SLS的第二次联合测试可以理解为第一次测试的一个改进版，也被称作是Block 1B，本次任务将使用新型探索EUS结构来执行更复杂的任务。除此之外，Block 1B任务可以运送大约37吨的有效载荷，Block 1B还将可能是SLS火箭发射系统的第一次载人月球任务。就和当年阿波罗8号一样，先不着陆，先在月球轨道附近机动。

这是SLS Block 1测试的配置，这包括了整个SLS火箭结构，助推级和核心级不会有太大变化，可能是计划中引擎多少的问题。只不过在SLS上层，尤其是猎户座上层会有很大变化

第三次任务也被称作Block 2，这次任务SLS将产生1190万磅的推力，这个推力已经可以使SLS成为月球，火星和其他深空目的地的主力载具，SLS Block 2的设计目的是将超过45吨的货物运送到月球。

这么看起来的话，随着任务的不同，深空任务测试目的的不同，SLS火箭发射系统在不断的进步，SLS可以根据任务要求随时拼接火箭结构，也可以随时将火箭结构模块化。

重中之重，SLS火箭的引擎与结构

这是SLS火箭系统的多个测试阶段，明年即将开始的是SLS Block 1测试阶段

了解测试路线之后，火箭的结构和引擎成为了重中之重。就整个SLS火箭发射系统来说，首先引入眼帘的是SLS的核心级，这是一个高65米，直径达到8.4米的助推结构，其实SLS的核心级是航天飞机衍生出来的重型运载火箭的概念。核心级旁边的结构就是SLS的助推器，SLS的助推器重725吨，其中680吨为推进剂。开始执行任务之后，其燃烧速度约为每秒5.5吨，这使助推器可以提供约1632吨的最大推力。SLS初期测试的推力为3991吨，最大推力比土星五号火箭高出15％。

测试路线和火箭结构是火箭计划最关键的，除此之外，火箭的引擎也是非常关键的。我们首先来看SLS核心级的引擎，SLS火箭的核心级引擎是4个RS-25引擎，SLS火箭发射系统的RS-25和航天飞机的引擎是同款。四个RS-25引擎由Aerojet Rocketdyne公司制造，美国宇航局要求每一个RS-25引擎，包括发动机控制器，喷嘴能在232吨的推力下运行。在飞行过程中，四个引擎可提供约907吨的推力。

Aerojet Rocketdyne公司设计和制造的RS-25发动机通过了135次飞行任务，在过去的三十年间为航天飞机提供了动力，累积了3000多次起步以及100万秒的地面测试和飞行运行时间。现在Aerojet Rocketdyne公司重新制造并升级了16架RS-25引擎，以支持前四次SLS任务，升级后的RS-25引擎在其使用寿命，耐用性，安全性和性能等方面均有大幅度提升。

SLS助推器则由诺斯罗普·格鲁曼公司开发，诺斯罗普·格鲁曼公司已将原来航天飞机的四个推进剂段构型修改为五段版本。SLS助推器设计还增加了新的航空电子设备，推进剂设计和外壳绝缘结构，诺格公司还取消了助推器回收降落伞系统。

现在，SLS火箭的大致结构已经很清楚了，简洁高效率的火箭结构可以帮助提升火箭的安全性，也可以大幅度提高效率，RS-25引擎搭配SLS火箭发射系统，这将帮助人类再次登上月球甚至火星。

四台RS-25引擎被集成到了SLS核心级之上，与之前航天飞机时代的引擎性能相比，现在的RS-25引擎更坚固，更可靠，这归功于焊接工艺的进步，采用了更耐用的轴承以及涡轮泵壳体的精密铸造工艺

不过，只有火箭到月球轨道是不行的，火箭还需要和猎户座宇宙飞船相连接，每一个火箭在发射科学载荷时都需要整流罩，在发射飞船时都需要与之对应的飞船对接结构。SLS火箭发射系统的对接结构也被称作ICPS，这个结构在SLS Block 1第一次实验中就可以看到了。

人类不能止步不前

从发射第一颗卫星开始，人类就进入了太空时代，这已过去多年，我们不能停滞不前。地球46亿年沧海桑田，斗转星移，任何生命只有生存的价值，而没有灭绝的意义，未来人类需要成为多星球物种，飞向太空是未来全人类不回到石器时代或者说不被灭绝的重要方法。如果我们一直依赖地球的馈赠，没有抵御天灾的能力，人类文明就像在悬崖边走路一样，迟早会坠入深渊。

化学火箭为人类登上太空立下了汗马功劳，这么多年来我们一直离不开化学火箭。土星五号的辉煌已经过去，航天飞机的时代也已过去，在新的火星探索时代，人类还需要更多更强大的助推火箭，长征五号，猎鹰重型火箭，还有在建的星舰和新格伦火箭等等火箭都将承载人类的梦想起航。不过，想要达成多星球文明，我们还需要其他形式的助推装置，不止化学动力，它们都可以承载人类新的希望，到达另一个星球，实现星辰梦想。