耗资230亿美元，新一代鸽王登月火箭今现身

本文来自微信公众号：果壳（ID：Guokr42），作者：太空精酿，编辑：Steed，头图来自：NASA

新一代登月火箭，太空发射系统（Space Launch System，SLS），首次现出了真身。

转运中的首枚SLS火箭 | ULA

当地时间3月17日（北京时间18日），美国佛罗里达肯尼迪航天中心，用于首秀的SLS火箭从VAB总装大楼推出，运往39B工位进行发射前的所谓“湿彩排”演练。

如果不再推迟的话，这枚火箭预计在今年5月执行阿尔忒弥斯计划的首个任务，携带新一代猎户座飞船和多个载荷环绕月球。无人试飞的猎户座飞船，将在大约26天后返回地球。

转运前位于VAB总装大楼的SLS火箭，顶部为逃逸塔和猎户座飞船 | NASA/Joel Kowsky/Glenn Benson

阿尔忒弥斯计划，是美国国家航空航天局（NASA）制定的载人重返月球计划，包括登月火箭、登月飞船、环绕月球空间站、月球着陆器和月球表面探索开发等一系列重大工程，是NASA近30年来最重要的项目。

希腊传说中，阿尔忒弥斯和阿波罗是孪生姐弟。53年前，用弟弟阿波罗命名的月球探测计划实现了人类在月球上的“一小步”。如今，阿尔忒弥斯将在月球乃至宇宙开发中迈出“下一步”。

一、航天飞机“火箭版”

工欲善其事，必先利其器。重返月球这样的庞大航天工程，必先建造最先进的重型火箭，这便是SLS诞生的最初目的。

在上世纪60年代，苏美展开激烈的太空竞赛，剑指登月，最后苏联彻底落败的根本原因就在于，N1登月火箭在“土星五号”火箭面前败下阵来。

因此，SLS的研发是为阿尔忒弥斯计划做出的最重要铺垫。此外，它也可以服务于其他任务，满足重型航天器和大型深空探测器的发射需求。

SLS有多个版本，能力和功能不尽相同 | NASA

从账面指标即可看出SLS的定位之高。它预计采取模块化方式设计多个适配型号，既能用于载人航天、又有纯货运版本，近地轨道运力从95吨到130吨不等，最大能力可发射超过45吨载荷进入地月转移轨道，和曾经的“土星五号”登月火箭是同一级别。

56年前，转运中的首枚土星五号火箭，历史总是惊人的相似 | NASA

不过，“土星五号”几乎就是为登月这一目的而生的，任务适应性和性价比都不如SLS，且它的价格折算到今天依然大幅超过已经非常昂贵的SLS，导致它几乎没有价值从图纸中“复出”。

SLS的研发也没有用到太多“土星五号”的技术。毕竟，上世纪70年代“土星五号”退役后，以航天飞机为代表的运载火箭技术取得了长足的进步，这些新技术也成为SLS的基础。

甚至乍一看，SLS几乎就是航天飞机的“火箭版本”。

2011年航天飞机的最后一次转运。可以看出SLS和航天飞机有着明显的代际传承 | NASA

SLS的核心推力来自两个固体燃料助推器，就是航天飞机助推器的升级版。单台推力达1600吨，自重仅725吨，126秒就全部工作完毕。换句话说，这一个助推器就能把我国最重的长征五号火箭（起飞重量最大约870吨）推起来，真正的暴力怪兽。

SLS的芯一级则主要结合了航天飞机核心发动机RS-25D，以及“大橙罐”液氧液氢推进剂贮箱。

首枚SLS火箭使用的4台火箭发动机，都是之前航天飞机飞过多次的主发动机 | NASA/Eric Bordelon

配合不同版本的上面级和逃逸塔等，火箭也因而形成了不同的版本，适用于不同发射任务类型。

二、吞金巨兽

SLS并非是颠覆性的新型火箭，但即便是基于航天飞机的遗产升级改造而来，它也注定是个价值不菲的烧钱项目。

RS-25系列发动机，见证了一系列超级昂贵的航天运载器 | NASA

仅以4台核心发动机为例，SLS要用的是RS-25D和升级版本的RS-25E，它们已经在航天飞机时代被证明过优异的可靠性和可复用性，几乎是液氢液氧火箭发动机的天花板技术。

但代价也极其高昂：以洛克达因公司为SLS火箭供应发动机的合同来看，单台发动机本身的费用就高达约1亿美元，而SLS单次发射就要使用4台发动机，而且用完即扔不回收，这就已经是费用惊人了。

而诺格公司供应的航天飞机固体助推器和其升级版本、SLS需要使用的两个不同类型上面级，都需要进行大量重新密集研发，这部分开支同样惊人。

SLS的研发，还伴随着新一代载人飞船“猎户座”的研发，后者的目标是超越阿波罗、直抵火星和深空探测，研发费用同样惊人。

从公开数据来看，在尚未开始进行第一次阿尔忒弥斯任务之前，火箭和飞船已经各自消耗掉了超过200亿美元的预算。而这甚至还不包括SLS每年约6亿美元的测试、总装等辅助开支，以及前期预研的各型号火箭开支。

猎户座飞船和SLS火箭每年烧掉的预算  | 本文作者

因此，SLS的研发和烧钱不是个独立事件，它是以阿尔忒弥斯计划为代表的庞大新一代航天技术突破中的一环，始终伴随着“猎户座”飞船、“月球门户”空间站等的研发进程，且它本身在更先进的固体燃料助推器、更高性能的低温上面级方面，也提出了前所未有的需求。

综合起来，不仅SLS，所有相关项目都随着彼此的发展，一边在不断升级，一边也在不断推迟，大家都成了“鸽王”，也都成了“吞金兽”。

三、处境尴尬？

按照目前NASA发言人的说法，已经确定下来的前4次阿尔忒弥斯任务，单次发射成本超过40亿美元，让业内人士大吃一惊。

毕竟，连“鸽王之王”詹姆斯·韦布太空望远镜都“才”花费了100亿美元，但背后是20国科学家持续30年的研发和注定改变人类天文史的未来。

虽然这40亿美元中包含了大量昂贵的载荷和其他费用，但据估计SLS火箭占其中一半以上，实在太贵了。

SLS研发中半路杀出的重型猎鹰（如图）已经让它处境极为不利，未来还有星舰 | SpaceX

如果只是贵，但能够垄断，倒也没什么，关键是有同行来衬托，SLS就显得尴尬了。

这其中最大的鲶鱼，就是快速崛起的SpaceX。一个标志性事件是，2021年7月NASA正式宣布重型猎鹰火箭拿走了原本属于SLS的“欧罗巴快船”发射订单。

“欧罗巴快船”任务将多次近距离飞掠探测木卫二，探索那里的冰下海洋是否存在适宜生命生存的环境 | NASA/JPL-Caltech

SpaceX给NASA这个旗舰级木星探测任务开出的发射报价为1.78亿美元，仅为SLS发射成本的十分之一不到！省下来的钱能做再做2-3个深空探测器了。

目前来看，随着SLS身价继续飙升，它的潜在订单依然有流失的可能性。

同一时间，星舰S20和超重B4在星舰基地再次完成合体，将进行一系列测试 | Nic Ansuini / NASASpaceFlight

更大的冲击或许来自与阿尔忒弥斯首次任务同时期的SpaceX星舰首飞测试。星舰的运载能力完全不输SLS，未来实现在轨推进剂加注之后，甚至能够大幅超过SLS。

按照今年2月SpaceX最新发布会的说法，星舰能实现批量生产、快速发射和全箭复用等多个颠覆性创造。最关键的，单次发射成本可以压低到1000万美元。

这可是1000万对20亿啊！

星舰和SLS的对决，才刚刚开始 | James Vaughan

SLS会不会出道即巅峰，大笑过后发现小丑竟是它自己？我们还需等到今年5月拭目以待。

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