10 月 11 日消息，美國(guó)宇航局（NASA）的巨型火箭“太空發(fā)射系統(tǒng)”(SLS) 和埃隆?馬斯克旗下 SpaceX 的星際飛船將在未來幾十年內(nèi)將人類送入太空，包括登陸月球乃至火星。這兩大系統(tǒng)都可能在下個(gè)月嘗試發(fā)射，開啟太空探索的新紀(jì)元。那么它們到底有何不同，各有什么目標(biāo)？
1.高度、重量以及推力
SLS 和星際飛船都是世界上最強(qiáng)大的火箭。其中，星際飛船似乎具有更大優(yōu)勢(shì)：
星際飛船能夠產(chǎn)生 1600 萬磅（約合 7257 噸）的推力，而 SLS 可以產(chǎn)生的推力為 880 萬磅（約合 3992 噸）。
SLS 的 Block 1（即發(fā)射系統(tǒng)第一級(jí)）高 322 英尺（約合 98 米），星際飛船高 394 英尺（120 米），其中飛船本身高 164 英尺 (約合 49 米)，助推器高 230 英尺 (約合 70 米)。
在加滿推進(jìn)劑的情況下，星際飛船的整體重量達(dá)到 1100 萬磅 (約合 500 萬公斤)。相比之下，SLS 的重量為 550 萬磅 (約合 250 萬公斤)。
星際飛船不使用固體燃料，以液氧和甲烷為推進(jìn)劑，而 SLS 使用液氧、液氫以及固體燃料；此外，星際飛船由 32 臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，SLS 核心級(jí)使用四個(gè) RS-25 發(fā)動(dòng)機(jī)。
2.建造成本和時(shí)間跨度
SLS 與 NASA 重返月球計(jì)劃 Artemis 同時(shí)推進(jìn)，但這款運(yùn)載火箭的設(shè)計(jì)于 2011 年首次亮相。八年前，SLS 進(jìn)入了正式開發(fā)階段。
自那以后的許多次延遲都是由 SLS 本身問題所致，而 Artemis 計(jì)劃也始終受到宇航服和載人登陸器系統(tǒng)開發(fā)問題的困擾，這些系統(tǒng)將把宇航員送到月球表面。
為了減少成本和開發(fā)時(shí)間，NASA 一直在升級(jí)航天飛機(jī)和其它探索項(xiàng)目經(jīng)過驗(yàn)證的硬件，同時(shí)利用尖端工具和制造技術(shù)。SLS 的某些部件是新的，其它部件則是升級(jí)而來，比如增加滿足現(xiàn)代太空探索任務(wù)所需要的功能。整個(gè) Artemis 項(xiàng)目耗資約 230 億美元，且不能重復(fù)使用。
馬斯克星際飛船的助推器是多年研發(fā)成果，先后用于 2009 年退役的獵鷹 1 號(hào)火箭、獵鷹 9 號(hào)火箭、獵鷹重型火箭以及現(xiàn)在的超重型火箭上。
因此，就開發(fā)和制造成本而言，很難準(zhǔn)確地將 SLS 與星際飛船進(jìn)行比較。但僅就星際飛船而言，據(jù)估計(jì)其已經(jīng)花費(fèi)了 SpaceX 大約 2.16 億美元。
SpaceX 超重型火箭的想法可以追溯到 2005 年 11 月，當(dāng)時(shí)馬斯克首次談到他想要打造巨型火箭的愿景。
3.星際飛船與 SLS 工作原理
SLS 由核心級(jí)和臨時(shí)低溫推進(jìn)級(jí)提供動(dòng)力，核心級(jí)的兩側(cè)是兩個(gè)固體火箭助推器。固體火箭助推器含有推進(jìn)劑聚丁二烯丙烯腈，在飛行的前兩分鐘內(nèi)提供 75% 以上的飛行推力。與此同時(shí)，核心級(jí)儲(chǔ)存了約 200 萬升的過冷液氫和液氧，為 RS-25 發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料。
與 SLS 不同，星際飛船屬于可重復(fù)使用發(fā)射系統(tǒng)，為此其飛行成本可能比大多數(shù)火箭便宜 200 倍。在準(zhǔn)備好降落在地面上時(shí)，星際飛船最初將以 60 度角重新進(jìn)入大氣層，然后以水平位置“俯沖”到地面。
這種返回方式利用了大氣層來減緩飛行器的下降速度，但缺點(diǎn)是不太穩(wěn)定。正是出于這個(gè)原因，星際飛船在前后安裝了四個(gè)鋼制著陸襟翼以控制其下降姿態(tài)，其工作方式類似于跳傘運(yùn)動(dòng)員使用手臂和腿控制自由落體的方式。
當(dāng)星際飛船接近地面時(shí)，它會(huì)重新翻轉(zhuǎn)為垂直姿態(tài)，然后啟動(dòng)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)控制安全著陸。
2019 年 11 月，馬斯克聲稱，由于重復(fù)使用火箭提高了效率，星際飛船每次發(fā)射的成本可能只需 200 萬美元。相比之下，SLS 每次發(fā)射成本估價(jià)高達(dá) 41 億美元。
4.載人太空艙
SLS 搭載的太空艙名為“獵戶座”，可以容納四名宇航員。雖然 NASA 定于 11 月首次試射 SLS，但這將是獵戶座太空艙的第二次發(fā)射。早在 2014 年 12 月，獵戶座就進(jìn)行了首次試飛，當(dāng)時(shí)它搭乘 ULA Delta IV 重型火箭進(jìn)入太空。
11 月份發(fā)射時(shí)，獵戶座將不會(huì)搭載任何機(jī)組人員，而是將攜帶假人往返月球。這些設(shè)計(jì)是為了復(fù)制人類體重，讓科學(xué)家和工程師了解太空艙的飛行性能，而不會(huì)讓人類處于危險(xiǎn)之中。
從發(fā)射到返回前，獵戶座將與 3 米長(zhǎng)的歐洲服務(wù)艙 (ESM) 相連，后者為其提供空氣、水、電力和動(dòng)力。
如果計(jì)劃進(jìn)展順利，Artemis II 將在 2024 年進(jìn)行載人繞月飛行，而 Artemis III 將在 2025 年將人類送回月球表面。屆時(shí)，SLS、獵戶座和星際飛船將通力合作。當(dāng)獵戶座到達(dá)月球軌道，它將與星際飛船充當(dāng)?shù)闹懫鲗?duì)接。
2021 年，NASA 授予 SpaceX 價(jià)值 28.9 億美元的合同，將星際飛船開發(fā)成能夠在 2030 年前將宇航員送上月球表面的著陸器。最終，NASA 希望讓獵戶座、著陸器與月球軌道空間站對(duì)接，以執(zhí)行更復(fù)雜的太空任務(wù)。
另一方面，星際飛船最終將能夠搭載多達(dá) 100 人前往火星。對(duì)于往返火星的長(zhǎng)途旅行（單程可能需要長(zhǎng)達(dá) 9 個(gè)月），馬斯克希望在靠近上級(jí)前部的有效載荷區(qū)域安裝大約 40 個(gè)艙室。
馬斯克曾說過：“如果你真的想讓人擠進(jìn)去，每個(gè)艙室應(yīng)該可以容納五到六個(gè)人。但我認(rèn)為大多數(shù)情況下，我們預(yù)計(jì)每個(gè)艙室會(huì)有兩到三個(gè)人，所以每次飛往火星的航班大約可搭乘 100 人?！?/p>
至于其余有效載荷，星際飛船近地軌道最大有效載荷為 100 到 150 噸，月球軌道最大有效載荷為 100 噸，而 SLS 分別為 95 噸和 27 噸。雖然星際飛船暫時(shí)領(lǐng)先，但 SLS 有效載荷能力預(yù)計(jì)將隨著設(shè)計(jì)的更新迭代而增長(zhǎng)。
5.SLS 和星際飛船發(fā)射
星際飛船預(yù)計(jì)將從美國(guó)得克薩斯州靠近博卡奇卡鎮(zhèn)的星際基地發(fā)射。然而，SpaceX 在發(fā)射之前首先需要獲得美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）的發(fā)射許可證。
馬斯克此前曾表示，星際飛船可以從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心的 39A 發(fā)射臺(tái)升空，該設(shè)施目前用于發(fā)射 SpaceX 的獵鷹系列火箭。它就在 39B 發(fā)射臺(tái)旁邊，SLS 將從那里升空。
這兩款運(yùn)載火箭都受到了一系列延遲的困擾。馬斯克最近表示，他認(rèn)為超重型火箭應(yīng)該可以在本月發(fā)射升空。在被問及星際飛船何時(shí)進(jìn)行首次軌道飛行時(shí)，馬斯克發(fā)文稱：“可能是下 10 月底，但 11 月的可能性也很大?！?/p>
SpaceX 原計(jì)劃于 2022 年 1 月將星際飛船送入軌道，但在 FAA 對(duì)其得克薩斯州發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行環(huán)境評(píng)估后，該公司被迫推遲計(jì)劃。
Artemis I 任務(wù)原計(jì)劃在 8 月底發(fā)射，將無人駕駛的獵戶座太空艙送入太空，并開始繞月飛行。但自那以來，先是發(fā)動(dòng)機(jī)故障，隨后燃料泄漏，最近又有颶風(fēng)來襲，SLS 的發(fā)射不得不一次次延遲。NASA 已經(jīng)表示，計(jì)劃在 11 月 12 日至 27 日之間進(jìn)行發(fā)射嘗試。
6.SLS 和星際飛船目標(biāo)不同
從技術(shù)上講，這兩款火箭都是為將人類送上火星而設(shè)計(jì)的。但 SLS 首先將更多地關(guān)注月球，包括幫助人類返回月球表面，在月球軌道上建造空間站，以及在月球上建立永久人類基地。
在此過程中，星際飛船也將出力，而且馬斯克還承諾在 2023 年為日本億萬富翁前澤有作進(jìn)行一次環(huán)月旅行。顯然，星際飛船也可以用于太空旅游。
不過，馬斯克對(duì)星際飛船的主要愿景是登陸火星，他甚至希望在這顆紅色星球上建造城市。這聽起來有些雄心勃勃，但馬斯克對(duì)星際飛船的長(zhǎng)期目標(biāo)是，它可能會(huì)把人們送到太陽系更遠(yuǎn)的地方，包括像木星這樣的氣態(tài)巨星上。
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