虽然不顺，但SLS火箭小故障难不倒美国！成本反而是棘手问题

　　太空发射系统（SLS） 是美国最新研制的重型运载火箭，其中一个用途就是重返月球。这款火箭分为Block 1，Block 2和Block 2A三型。其中SLS block1运载火箭就是美国最近要发射，却多次因故障多次延期的火箭。据说SLS block1运载火箭已经先后延期17次了，可谓一波三折。对此，很多网友都幸觉得美国技术不行了，甚至怀疑当年美国＂阿波罗＂登月计划是假的。然而，瘦死的骆驼比马大，美国的技术实力仍然十分雄厚，还不至于造不出SLS登月火箭。
　　SLS block1运载火箭虽然SLS火箭是美国最新研制的火箭，但其本质上就是美国航天飞机的技术移植。
　　据了解，SLS火箭是美国航天飞机衍生出来的重型一次性运载火箭。它是美国宇航局的＂深空探测计划＂的一部分，包括载人火星和载人月球任务。
　　SLS火箭Block 1，Block 2和Block 2A三个型号芯一级主发动机都是4台RS-25氢氧发动机，直接移植美国航天飞机的主发动机；两个助推器是固体火箭发动机，技术来自美国航天飞机的助推器。其中，SLS Block 1型高98.3米，是载人型运载火箭，起飞重量2603吨，起飞推力约3752吨，近地轨道运力70吨，地月转移轨道运力27吨 ；SLS Block 2型高111.25米，起飞重量约3000吨，起飞推力4750吨，近地有效载荷130吨，地月转移轨道有效载荷45吨 ，预计首次发射日期为2029年；Block 2A型运力增大型号，近地有效载荷143吨，甚至可能提升到160吨，目前仍处于规划期，存在较多变数。
　　1、助推器简介。
　　SLS火箭的助推器分为Block 1型和Block 2型，都采用伞降回收，可重复使用。
　　Block 1型的助推器直接采用航天飞机的SRB助推器，基本元件包括发动机（含壳体，推进剂，点火器和喷管），主结构体，分离系统，飞行控制仪器，火工设备，减速系统，推力矢量控制器，回收系统，安全自毁系统。
　　SRB助推器
　　SRB助推器采用五段式设计，高45.46米，直径3.71米，重589550 kg，装药量498850 kg，发射时每台助推器产生约1270吨（2800000磅力）推力，随后迅速增加到1406吨（3100000磅力）推力。推进剂由高氯酸铵（氧化剂，占69.6% 质量），铝（燃料，16%），铁氧化物（催化剂，0.4%），聚合物（如PBAN和HTPB，作粘合剂，次级燃料，12.04%），环氧树脂（固化剂，1.96%）组成。这种推进剂亦称高氯酸铵组合推进剂（APCP），海平面比冲为242秒，真空比冲268秒。
　　Block 2型的助推器则借鉴了航天飞机的SRB助推器设计加以改进升级，推力提升到1632.9吨（3600000磅力），同样采用五段式设计和伞降回收设计，具备可重复使用功能，长53.9米，直径3.66米，使用聚丁二烯-丙烯腈作为推进剂，干重725.7吨。
　　2、芯一级简介。
　　太空发射系统（SLS）一级是世界上最高、最强大的火箭芯级，高达64.6米，直径8.4米。 Block 1，Block 2和Block 2A三个型号芯一级主发动机都是4台RS-25D/E氢氧发动机，技术来源于美国航天飞机的主发动机。
　　正在安装4台RS-25D/E发动机的SLS芯一级
　　RS-25D/E分级燃烧氢氧发动机海平面推力189.6吨（1858千牛），真空推力232.5吨（2279 kN），最大能产生109%的推力，比冲4432.5 m/s（452.3 s），重3.527吨。一级还装有飞行计算机和控制火箭飞行所需的许多航空电子设备。一级的设计工作时间约为500秒，分离速度达到近23马赫，高度超过161.5千米。
　　2、芯二级简介。
　　SLS火箭芯二级的发动机同样不是全新研制的，Block 1型采用1台RL10B-2， Block 2型采用4台RL10B-2， Block 2A型采用1台J2X，其中 RL10B-2膨胀循环氢氧火箭发动机直接照搬＂ 德尔塔三型＂ 火箭二级发动机，J2X开式循环氢氧火箭发动机则直接照搬自＂战神一号＂二级发动机 。RL10B-2发动机真空推力11.2吨（110.1千牛），干重301公斤，比冲462秒。J2X发动机 真空推力133.356吨（110.1千牛），干重2472公斤，比冲448秒。SLS火箭大量应用现有成熟技术，技术难度很小，却仍然多次延期，说明美国航天部门问题不小。
　　SLS火箭总体设计思路就是＂简单可靠＂，助推器提供绝大部分推力，芯一级采用比冲最高的氢氧发动机设计来保证运力系数不会太差。 为确保可靠性，芯一级也仅安装4台几十年前就已经研发出来的发动机，只是进一步改进适当提高推力，减少其零部件数量，并改进容易出问题的故障点，总体上仍然是坚持＂简单可靠＂原则。芯二级也同样遵循＂简单可靠＂原则，同样是基于老旧发动机的全面改进升级。
　　SLS block1和SLS block2运载火箭
　　对于美国来说，运载火箭中难度最大的发动机均采用成熟老旧型号改进而来，并且已经研制成功，研制一型新型号难度很小，研制成功只是时间问题。目前在航天领域，我们与美国的差距仍然很大，在长征9号系列运载火箭发射成功之前，我们仍然没有嘲讽美国的资本。
　　总体来看，SLS火箭总体设计思路处处体现＂可靠为王＂的思路，总体上可以看成是由美国航天飞机助推器加主发动机组合拼凑而来，仅有芯级箭体需要重新设计，改动工作量远远小于全新研制，研制难度也同样远小于全新研制。
　　然而，就是在改动工作量这么小的情况下，SLS blpck1型火箭却仍然多次被芯级液氢泄漏问题困扰。这在一定程度上证实了此前报道：NASA（波音制造）人才流失严重，内部管理存在不少问题。
　　当然，从大环境来看，美国的产业空心化才是罪魁祸首，大量中低端产业都转移到国外，导致美国国内产业链不完整。 产业空心化也导致很多航天器所需的少量产品需要到全世界定制，成本自然居高不下。与此同时，也导致美国大量理工人才流失，只要注意观察就会发现，美国宇航局的大多数成员年纪都不小。据说美国航天技术人员平均年龄达到50多岁，相比之下，我国航天技术人员平均仅有30多岁。
　　我国航天科研人员大都很年轻虽然不顺利，但小小的液氢泄漏问题是难不倒美国的，反倒是成本才是大麻烦。
　　媒体报道称，据估计，从2012财年到2025财年，NASA将为＂阿尔忒弥斯＂计划花费930亿美元；2021财年至2025财年，更需要花费530亿美元。尤其是SLS火箭的单次发射费用超过40亿美元，即便是财大气粗的美国也难以承受，负责审计NASA项目的美国监察长办公室在报告中将SLS项目描述为＂不可持续＂。
　　作为对比，我国长征9号运载火箭花费要少很多。我国航天局透露，长征九号首战告捷，该火箭关键技术攻关及方案深化阶段研制工作已于2019年圆满结束，耗资15亿人民币，800多项具体研制项目均在立项规定的经费总量和规定时间内完成了研制。
　　据了解，长征5号系列运载火箭单次发射成本大概是6.3亿 7亿元（约1.5亿美元），即便成本增加4倍，长征9号系列运载火箭的单次发射成本也只有31.5 35亿元（约7.5亿美元），远低于美国SLS系列火箭。
　　长征9号运载火箭发射示意图
　　中美的经济实力差距远没有5倍，按照这种成本对比，美国SLS系列重型运载火箭的研制成本实在是太贵了，不利于将来中美航天竞争。然而，对于美国来说，SLS系列重型运载火箭方案已经是尽可能简化设计，尽可能采用成熟技术，成本已经难以继续降低了，如果效仿长征9号从零开始研制，其研发成本必定更高，更不可行。如果未来美国仍然无法降低SLS系列重型运载火箭的研制、发射成本，最终我国航天技术很可能将反超美国！