十年后,NASA的大型火箭未能通过首次真实测试

2021-01-17 16:59:49

小姐,斯坦尼斯太空中心-片刻,太空发射系统的传奇似乎有一个圆满的结局。在星期六下午傍晚灿烂的蓝天下,美国宇航局的巨大火箭首次轰鸣起来。当它的四个引擎点亮并震颤时,雷声在密西西比州的低地上轰鸣。巨大而美丽的白色尾气从测试台上滚滚而出。

在本应进行8分钟的试射的大约50秒后,飞行控制中心喊道:“我们确实在4号发动机上安装了MCF。”这意味着车辆上的第四台发动机出现“主要部件故障”。总共约67秒后,热火测试结束。

在飞行后的新闻发布会上,在测试台附近举行的会议上,官员们几乎没有提供关于发生问题的细节。 "我们不知道我们不知道,"美国宇航局局长吉姆·布莱登斯汀说。不是我们希望的一切。

他和美国国家航空航天局(NASA)的SLS火箭项目经理约翰·霍尼卡特(John Honeycutt)试图在当天取得积极进展。他们解释说,这就是测试航天硬件的原因。他们对这仍然是将“猎户座”飞船发射到月球周围的火箭表示信心。

然而,很难说周六发生的事情只是令人失望的事情。一个多年前,这个火箭的核心级从其位于路易斯安那州附近的工厂转移到了斯坦尼斯,为这一关键的测试射击进行了数月的准备。

霍尼库特说,在测试之前,然后再说之后,美国宇航局一直希望获得250秒的数据,如果不是在名义上升空的整个过程中向火箭发射的话。相反,它得到了四分之一。

霍尼卡特(Honeycutt)也许是最令人着迷的,它说发动机问题在测试中最活跃的时刻之一出现了大约60秒。霍尼卡特说,那时是发动机节流,从额定推力的109%下降到95%。这也是他们开始旋转云台或移动推力轴的时间。

大约60秒时,工程师注意到" flash"霍尼库特说,在发动机4周围的隔热毯区域。引擎部分是核心阶段最复杂的部分之一,四个主引擎中的每个引擎都具有热保护功能,以限制来自其他引擎的热量。

现在,来自美国宇航局,波音公司和发动机制造商Aerojet Rocketdyne的工程师将研究测试数据,并确定究竟出了什么问题。目前尚不清楚这将花费多长时间,或者需要解决哪些问题。

如果Engine 4出现严重问题,可以将其换掉。霍尼卡特说,美国宇航局在斯坦尼斯有备用的RS-25引擎,包括经过测试和准备就绪的备份。这样的引擎更换可能会在一周或10天的时间内在测试台上发生。

一个关键问题是是否需要进行另一项热火测试。 Bridenstine担任美国宇航局局长的任期将于下周三结束,他说,现在要确定会发生什么还为时过早。他表示希望可以找到一些直接的问题。即使如此,NASA似乎也不太可能从该测试中获得足够的数据来避免进行另一次热火测试,这可能需要数周甚至数月的设置时间。

所有这些都使人们对美国宇航局在今年年底之前启动其“阿耳s弥斯一号”任务的计划产生了严重怀疑。该计划的截止日期已经很紧迫,需要将核心舞台从Stennis航天中心运送到2月在佛罗里达州的Kennedy航天中心,以保留2021年发射的可能性。

NASA的太空发射系统火箭的未来尚不清楚。即将上任的拜登政府尚未发布有关航天局的任何详细计划。但是,大火箭的支持始终来自国会,而不是白宫。十年前,当奥巴马政府希望更多地依靠私人公司提供运载工具时,国会创造了助推器。

最初的交易是由佛罗里达州的比尔·尼尔森和德克萨斯州的凯·贝利·哈奇森两位参议员达成的,但他们现在都已不在办公室。近年来,阿拉巴马州参议员理查德·谢尔比(Richard Shelby)担任了强有力的支持者,他是强有力的拨款委员会的主席。鉴于火箭是在阿拉巴马州北部的马歇尔太空飞行中心设计和管理的,这并不令人惊讶。

但是,由于民主党在参议院中只占很小的比例,谢尔比在即将举行的国会会议上失去了主席。尽管他会保留相当大的发言权,但他将不再能够有效地支配NASA的预算。

SLS还获得了众议院阿拉巴马州代表团的大力支持,但他们最近也失去了一些影响力。众议院最直言不讳的火箭支持者可能是阿拉巴马州议员莫布鲁克斯。但他在1月6日亲特朗普的集会上发表讲话时获得了一定程度的侮辱,这有助于煽动暴乱者进军美国国会大厦。当布鲁克斯散布有关选举的错误信息时,他说:“今天是美国人开始取名和踢屁股的日子。”在阿拉巴马州的七名美国代表中,有六名是共和党人。国会大厦暴动后,包括布鲁克斯在内的所有人都投票推翻了选举结果。

鉴于最近发生的这些事件,如果SLS程序开始执行,并有望实现诸如星期六的测试之类的里程碑,那么它似乎就有前途。阿拉巴马州代表团不断减弱的政治影响力可能意味着,如果该计划继续面临延误和成本超支的情况,则该计划在国会中的防火墙就更少了。

国会在其2010年《授权法》中制造了SLS火箭,宣布它是“跟随航天飞机的运载火箭”。该法律说,美国宇航局必须延长或修改现有合同以制造火箭,并确保“保留”关键技能。立法意图很明确:继续雇用航天飞机员工。

这导致了使用改良的固体火箭助推器的设计,例如那些使航天飞机从发射台起飞的助推器。 SLS火箭也将使用航天飞机主发动机,尽管有争议的是,消耗性火箭将仅使可重复使用的发动机飞行一次。最终,每个主要的航天飞机承包商获得了一块SLS火箭。

当时,这种设计的支持者认为,依靠航天飞机硬件将成本和技术问题降至最低。

这似乎是有道理的。毕竟,这些引擎已经飞行了三十年。固体火箭助推器已经飞行了很长时间。这是经过验证的技术。最艰巨的工作是在火箭的核心阶段设计和建造大型液氧和氢燃料箱。但是,液态氢几乎不是一种新型的燃料。美国国家航空航天局(NASA)在建造航天飞机的大型外部燃料箱方面拥有数十年的经验,自太空时代黎明前开始,以罗伯特·戈达德(Robert Goddard)为首的美国火箭科学家就一直在研究液态氢的使用。

从那以后,一切都横盘了。到周六进行测试时,美国宇航局已花费约175亿美元开发火箭,并在地面系统上投入了数十亿美元来发射它。最初的发射日期是2016年,现在火箭可能不会在2022年之前飞行。尽管许多硬件都有悠久的历史,但NASA及其承包商仍在努力整合它。

去年,当美国国家航空航天局的总检查长研究开发SLS火箭花了这么长时间的原因时,他发现核心级,助推器和RS-25发动机程序都遇到了技术挑战和性能问题,导致延误和成本超支。

保罗·马丁写道:“我们和其他监督机构一贯认为,承包商的表现是SLS计划成本增加和进度延误的主要原因,而质量控制问题仍困扰着波音公司,因为波音公司努力完成火箭的核心阶段。” “ NASA和承包商官员都解释说,自从上一个主要的太空飞行计划“航天飞机”的开发以来已经过去了近50年,随着许多经验丰富的工程师退休或转移到其他行业,新开发的学习曲线非常陡峭。”

因此,使用传统硬件被视为该程序的优势,反而成为一种责任。星期六只是火箭的第一次真正的硬件测试。它不能承担太多像展示的负债。