经过多年积累的期待,NASA 自 1972 年以来的首次全面登月任务于 8 月下旬在佛罗里达州的发射台上巍然屹立——却因一个棘手的燃料泄漏而未能起飞。
这是阿尔忒弥斯 1 号最新一次的延迟——这是一次无人驾驶的飞行任务,计划从地球发射,绕月飞行,然后返回。最近的挫折标志着任务何时真正发射的不确定性又一次增加。
那么,是什么导致了这些延误?NASA 的工程师们正在采取什么措施来解决这个问题?这会影响 NASA 的长期登月梦想吗?(剧透:最后一个问题的答案可能是否定的。)
延误的原因是什么?
阿尔忒弥斯 1 号不仅仅是一次绕月飞行,它还将成为 21 世纪土星 V 号火箭的首次测试:即太空发射系统(SLS),这款巨型火箭被设计成阿尔忒弥斯计划的支柱。虽然绕月飞行并返回是一件非常酷的事情,但测试将为未来发射提供动力的火箭可能更重要。
SLS 使用氢气作为推进剂,将其以超低温液态形式储存,低于零下 423°F。当工程师们将燃料管冷却到该温度时,他们意外地提高了压力。后来,当工程师们开始向火箭的燃料箱注满燃料以准备发射时,他们注意到一根燃料管与火箭连接处有泄漏。这两个问题是否有关联尚不清楚。
即使是简单的泄漏也可能是一个潜在的灾难,因为它可能喷出氢气:一种高度易燃的物质,正如“兴登堡”号飞艇火灾所表明的那样。
(SLS 对这类燃料加注问题并不陌生。早在 4 月份,当 NASA 工程师在发射架上进行火箭的彩排时,工程师们在尝试为火箭的燃料箱加注燃料时遇到了反复出现的推进剂泄漏问题。)
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NASA 的工程师们现在正试图修复泄漏,更换燃料管的密封件。在接下来的几周内,他们将在发射架上进行重新测试。
重要的是,发射取消(scrubbed launch)不是发射失败。相反,这是一种中止并在问题解决后重新尝试的决定。“他们更愿意取消或推迟发射,而不是发生可能真正损害任务的灾难性事件,”华盛顿智库战略与国际研究中心(Center for Strategic & International Studies)的航空航天分析师Makena Young说。
下一步是什么?
一旦工程师们完成了重新测试,NASA 不能立即再次尝试发射。要完成任务,阿尔忒弥斯 1 号需要月球处于绕地球轨道的正确位置。那个机会已经过去了,下一个发射窗口要到九月下旬才开始:即 23 日或 27 日。
这些日期并非随意设定。尽管阿尔忒弥斯 1 号备受瞩目,但它必须与其他任务共享支持系统。在这种情况下,它将与DART(一个旨在通过撞击小行星来改变其轨道的无人探测器)共享深空跟踪网络。DART 的重要日子是 9 月 26 日左右。阿尔忒弥斯 1 号不能去“踩”DART 的“脚”。
九月发射并非板上钉钉。另一个悬而未决的问题是,工程师是否需要将阿尔忒弥斯 1 号运回车辆装配大楼(VAB)——NASA 装配火箭的巨型摩天大楼般的机库。这个问题源于一项名为“飞行终止系统”(Flight Termination System)的设备,这是一个由电池供电的系统,如果火箭偏离航线,它会导致火箭自毁,避免碰撞。
美国太空部队(实际上是 NASA 火箭发射的权威机构)认证了电池的有效期为 25 天,该有效期将在九月下旬的发射窗口开始前结束。通常情况下,NASA 需要将火箭运回 VAB 并更换电池。NASA 正在寻求太空部队的特别许可,以便在发射架上更换电池。
如果 NASA 确实需要返回 VAB,那么九月份的发射窗口可能会变得更加棘手。下一个窗口要到十月下旬才开始。那样的话,NASA 将需要避开 10 月 25 日的日食,因为日食可能会干扰 NASA 依赖的通信系统。
未来会怎样?
从目前的所有迹象来看,问题不在于阿尔忒弥斯 1 号是否会发射,而在于何时发射。然而,对于地面上的观众来说,有些人已经等待了几十年才看到阿尔忒弥斯计划实现,这些延误可能会让人感觉像是组装一件家具,却发现最后一部分零件丢失了。
但任何复杂的航空航天项目都是如此。“从来没有假设这些事情会顺利进行,”Young 说。“所以,有时,这些延误只是做生意的成本。”
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在这种情况下,有一个好处是,其他的阿尔忒弥斯任务都还在未来。阿尔忒弥斯 2 号计划将三名美国宇航员和一名加拿大宇航员送上月球轨道并返回,类似于阿波罗 8 号任务,目前定于 2024 年发射。阿尔忒弥斯 3 号——半个多世纪以来首次载人登月任务——至少要到 2025 年才会发射。
任务之间的长时间停顿,尽管可能让焦急的地球人感到恼火,但给了 NASA 一定的缓冲时间。这意味着未来的任务不会为这些延误付出代价。
“(阿尔忒弥斯 1 号)必须进一步推迟到冬天,甚至明年,才会对整个计划产生影响,”Young 说。