SLS构造分析之大橙罐起飞级，拉伸的航天飞机燃料罐

　　作者 传说中的葱酱
　　我们在最初的SLS专栏里说过，固推是我们＂给重力冲量的答案＂；那么用同样的比喻手法，引力井的答案则是橙罐。我们已经讲过了SLS的五段式固推如何较前代的四段式助推器进行的改进、以及未来将使用的更革命性的设计cv6617646 ；我们也已经简单介绍过了RS-25主引擎cv6548407 。（我们甚至在RS-25的专栏里介绍了一部分橙罐，也就是MPS）今天的主角则是用来喂饱两款MPS的大橙罐。
　　被网友们称为＂橙罐＂的设计主要有两种：一是STS太空运输系统（AKA太空梭）的ET（External Tank）；二是SLS深空火箭的芯级（Core Stage），德尔塔IV：我呢我呢？在下文中我会分别使用ET和芯级来区分两种外观非常相似的设计。
　　ET的几乎所有组件在芯级上都有技术的沿用，所以我们先介绍它。
　　<<橙罐简史>>-作者:太空梭
　　在整个太空梭项目的30年里，ET都是由马丁玛丽埃塔（后洛克希德马丁）公司在路易斯安那州的米肖太空中心制造的（也是OmegA的iLUS上面级制造的地点）。它接受了两次主要的升级（不包括不刷白漆那个），但三个主要结构是不变的：LOX储箱、LH2储箱和罐间。
　　太空梭橙罐（ET）
　　LH2储箱
　　LH2储箱是整个ET中最大的结构，飞行压力29.3 psig（比周围大气压高29.3psi），拥有的1,514.6立方米的内部容积，可装载106.261吨液氢燃料。四块桶壁由外骨骼五个环型框架支持，顶端的环即作为与罐间级连接的法兰、也用于承载来自罐间级的力。最底端的环则承载来自太空梭轨道器和（小部分）SRB的推力，因为该环既是太空梭SRB的后接点、也是轨道器与ET的连接点。剩余的三个环型框架用于支撑（从上面通下来的）液氧管线，顺便将来自轨道器的推力分散给LH2储箱。
　　LOX储箱
　　LOX储箱是整个ET最顶端的结构，飞行压力22psig（比周围大气压高22psi）、容积559.1立方米，加满储存629.34吨液氧。值得注意的是LOX储箱除了储存液氧以外、另一个非常重要的功能是作为整个ET结构的鼻锥减小阻力和热力学压力。LOX储箱内的液氧氧化剂比LH2储箱中的液氢燃料重很多，所以LOX储箱底部有许多减轻流体晃动和涡流的挡板（记得以前CV6617646 说过的POGO震荡么）。这些挡板、毫无疑问是作为火箭死重、会显著影响运力的，所以工程师们不到万不得已不会加这些东西；即使加上去了也只是点到为止，最大程度减少增加的死重。
　　葱酱葱酱，难道辣么大一个LH2罐就不需要这些挡板么
　　葱：液氢作为流体的很＂轻＂，密度小的流体即使发生涡流也不会对整体载具造成非常大的影响，所以液氢储箱不需要过多的担心流体不听话的事。但LH2储箱里也绝对是有减轻涡流的挡板的，只不过不需要像LOX罐里这么夸张的一大个结构。
　　左三的夸张结构就是我们所说的挡板，非常的重、甚至是一个独立的结构
　　我们在RS-25的专栏里说过，SSME消耗燃料的O/F比是6，也就是说每烧6kg液氧就会烧1kg液氢，但106.261*6=637.566>629.34，除了混合比不是整数6以外，ET多带了约半吨的液氢来防止它在关机前被完全耗尽。光头哥STS-93BV1wT4y1V7fb 的视频里讲过这样设计的原因：防止燃烧末端液氢首先耗尽将混合比提高炸飞引擎。少带8吨液氧就可以确保先烧光的那个燃料一定是液氧，这样的细节设计确确实实的拯救了STS-93。
　　储箱间级
　　储箱间层并不只是＂保证两个椭圆罐头中间气动外形的结构＂，实际上它可以说是整个ET中最能抗压的组件。它的主环型框架两侧180°分别是两个SRB的主接点（Thrust Fitting），两个接点由机械连接、横向贯穿的横梁来转移推力（也叫SRB梁）。几乎所有SRB的推力都是由储箱间级来转移给液氧罐的，起飞时超过900吨（比整个猎鹰9的起飞推力还大不少）的推力会通过罐间级施加给LOX储箱，如此疯狂的推力甚至会使中间粗壮的横梁变形。
　　储箱间级示意图
　　外骨骼主环架（Major Ring Frame）会将集中在两个主接点上的切向推力分散到间级壁，而法向推力则会由两块＂推力板＂转移给六块＂纵梁加筋＂板，最终通过上法兰转移给LOX储箱。
　　这些＂纵梁＂所使用的材质是2090铝合金（一款商用铝锂合金），在太空梭项目的末尾STS-133上发生过事故，所幸在检测中发现问题并及时修复了没有影响任务安全。
　　STS-133罐间层的裂缝
　　三个主要的太
　　三个主要版本
　　该事故也使得一朝被蛇咬，十年怕井绳的NASA在设计SLS间级时完全移除了纵梁设计。
　　隔热系统
　　ET的主要隔热组件为在HB中喷上去的＂SOFI＂(喷射式泡沫隔热涂料)，外加小部分泡沫板和压制成型的烧蚀材料（AKA橡木）。各式各样的热防护系统分布在整个ET上，各有各的理由。LH2储箱作为最冷的部分当然需要有隔热层的保护，否则如果让铝制罐头直接和空气接触，冰冷的LH2会将空气直接在储箱表面液化（增加导热性加剧问题）。而LOX罐虽然没有LH2那么冷，但它也肩负着作为鼻锥的使命要承担ET几乎全部的大气阻力，而空气阻力对LOX储箱摩擦产生的热量是非常可观的。除此之外，暴露在燃料罐外的燃料管也被喷洒上了隔热涂料，并不是说冷凝的水汽会损坏这些管线，而是结在管线上的冰脱落有几率命中太空梭轨道器造成危险。
　　泄压阀、排气孔和传感器
　　LOX储箱与LH2储箱的前端都有安装泄压阀，这是一款多功能阀门，既可以让地面设备抽取蒸发的燃料也能在飞行中打开泄压。在LH2罐内的绝对气压达到38psi时阀门会自动开启，LOX储箱阀门的开启值是25psi。早年的太空梭任务中，ET上有氧气冷气RCS推进器，用于确保ET和轨道器安全分离，受控再入。不过后来NASA发现这也没卵用就把它也砍了省重。
　　连接在ET上的脐带共有5个脐带阀，3个控制LOX罐，2个控制LH2罐头。LOX储箱的脐带阀之一用于控制液氧，另外两个用来控制气态氧。连接在LH2罐上的脐带则比较简单，一个输送液氢，另一个输送氢气。连接在LH2罐上的中直径脐带其实只是用来作为循环脐带发射前遇冷液氢使用；蒸发的燃料和氧化剂均会通过一根大直径的管道回到发射塔，它与ET由一块叫做GUCP的脐带板链接。
　　ET上共有8个监测燃料水平的传感器，液氢传感器被安装在LH2储箱底部、而液氧传感器被安装在轨道器MPS的燃料歧管中。有趣的是传感器会允许在不空转涡轮泵的情况下清空ET内的液氧（如果任务需要），要提前一点点时间来给SSME关机。而被安装在LH2储箱底部的传感器则不会允许液氢被用完，因为主推力室富氧关机有可能会炸飞引擎。
　　三款不同的ET
　　由于太空运输系统独特的设计，橙罐会被一路带到（非常接近轨道速度）的亚轨道随后被安全的可控再入太平洋。高分离速度使得ET上每1kg重量的节省，几乎就意味着多1kg的载荷。它在30年的太空梭项目中接受了两次主要改进。
　　1.SWT标准重量燃料罐（Standard Weight Tank）
　　SWT是太空梭橙罐的基线版本由铝锂合金2219（铝铜合金，不含锂）构成，STS-1/2的SWT被涂成白色来帮橙罐防晒、因为NASA起初担心紫外线会晒伤橙罐的肌肤损坏燃料罐，在随后的任务中发现没卵用就不涂了，甚至省下了600磅（272kg）重量。STS-7开始SWT上的＂喷泉防护系统＂也被移除，该系统是一根与液氧管线平行的管子，用于创造液氧回路减少累积在液氧管线中的氧气。最终版、也是最后一次使用的SWT是在STS-7上，干重77,000磅（35吨）。
　　2.LWT轻量版燃料罐（Light Weight Tank）
　　LWT是NASA最家常的太空梭橙罐版本，STS-6上首飞后一直用到了STS-107（哥伦比亚事故），干重66,000磅（30吨）。该版本相较SWT减重5吨，主要的改进有：简化了纵梁、减少了加固筋的数量，改进了LH2储箱外骨骼外部主环型框架。构成LH2储箱的等距正交加筋板有许多被重新设计，铣削成了不同的深度/厚度来减少重量。SRB的后接点材料也被使用了更结实、更轻便、且更便宜的钛合金（没错，航天级铝合金可以比钛合金贵）。
　　改进后的正交加筋板设计
　　3.SLWT超轻量版燃料罐
　　从STS-91往后的所有任务（除了STS-99和STS-107）全都使用了这个究极减重版的ET，主要的改进来源于使用了先进的、洛克希德马丁与雷诺茨为低温储箱专门发明的神奇铝合金-AI 2195 （铝-铜-锂-镁），光是这一项改变就为SLWT省下了约7,000磅的重量（3,175kg）。（SX的猎鹰9优秀的干质比也和它使用2195脱不了干系）。所以组成SLWT的铝合金主要为2195和2090两种性质不同的轻质合金。
　　2195与传统2219的比较
　　神奇铝合金2195-T84，低温专用、马鸽鸽用了都说好。
　　神奇焊接术的开端
　　SLWT也使用了一种神奇的焊接方法，它叫＂摩擦搅拌焊＂（FSW），既不需要添加焊料也不会融化金属，使用一个转头沿着连接处一路摩擦搅拌过去，摩擦产生的热量会微微软化材料来让它更好的接受焊接。传统的TIG或者MIG工艺要求融化材料，这会导致受到焊接热影响的区域失去原来锻造时留下的金属特性、还会有一个约50%的＂强度降低系数＂，为了弥补损失的强度、通常会使用额外的焊料堆在外面加固焊缝（增加死重）。
　　FSW会轻微加热、但从不真的融化金属，所以锻造时选定的金属特性得以保留，并且会把降低强度限制在20-30%，整个焊接过程不需要焊料参与。更重要的一点是，添加了镁作为组成部分的2195合金不能够用传统的加热融化法进行焊接。我们可以这样说，FSW和2195合金是为彼此而生的。
　　传统的FSW需要铁砧，SLS用了不同的工艺
　　太空梭的终极橙罐干重仅26.5吨、储箱壁最厚处不到0.25英尺（6.35mm）这使得太空梭前往ISS大倾角轨道时的酬载能力上升了50%，大改进。而这一系列的技术改进同样也造福了其他的火箭，SpaceX的猎鹰9号和ULA的两款火箭都广泛的使用了FSW技术；猎鹰9甚至大量使用了为橙罐发明的2195合金来给箭体减重。
　　SLS的橙罐
　　葱酱我知道了，然后NASA就是用了这些神奇的合金和技术来造了SLS芯级对吧
　　葱：然而并不是这样，用回了2219合金、并且增加了储箱厚度（或者说加筋板＂筋＂的高度）而且整个储箱壁加筋板结构从等距正交棚格切换到了三角棚格；波音为SLS使用的是一种叫做＂SR-FSW＂而不是传统的FSW，后面我们会简单解释一下差异。
　　葱酱啊，我知道ULA的下一代火神运载火箭则从德尔塔和宇宙神的三角棚格切换成了等距正交棚格。这是因为造德尔塔和宇宙神的时候FEA分析不如现代先进，所以等熵三角加筋板会比较容易设计。SLS是一枚现代火箭，而ET的所使用的60年代FEA分析都能够做出等距正交棚格设计，为什么SLS反而要用回三角棚格呢。
　　这是因为SLS芯级在飞行中所受到的压力与ET其实是非常不同的，我们可以通过最简单的（非常不正规）受力分析来让大家有初步的理解，为了方便我们也只做起飞时的受力分析。
　　ET受力分析
　　红色为SRB主推力点，绿色为后接点，蓝色为太空梭-ET连接点（推力点）
　　我们知道储箱间级上法兰一定是在向上＂推＂LOX罐的，因为这是LOX罐唯一的支撑点。我们不知道的是：
　　1. 间级的下法兰是在＂拉着＂LH2罐向上飞还是被＂LH2＂罐推着向上加速（两个储箱之间的推力交换情况）
　　2.太空梭和ET的接点（蓝色）的力交换情况：是太空梭＂推着＂橙罐，还是太空梭被橙罐＂拖着＂飞。（太空梭与LH2之间的力交换情况）
　　解：
　　我们知道太空梭的起飞质量是2,030吨，3台SSME地面推力5,250KN，2根SRB推力共25,000KN，不考虑发射系统储存内部机械能（即推力被完美均匀分布，所有组件加速度一致）。起飞加速度易得5.1m/s^2,上法兰与LOX罐之间的支持力为（5.1+9.8）*629=9372.1KN;两根SRB自重共1182吨，净输出（去掉给自己加速的推力）为7388KN<9372.1KN。也就是说起飞时就算假设所有的固推推力都被从主推力点（红点承受全部SRB输出推力，绿点不受力）直接转移给了储箱间级，也还是不够将LOX罐加速到5.1m/s^2。而太空梭加上LH2罐与间级的重量仅为219吨，有约1987KN的净推力可以提供给LOX罐；轨道器接点受力为3566KN。
　　这样我们就可以计算出间级-LH2罐之间的支持力约为1987KN（黄线），间级-LOX罐之间的支持力约为9372KN，太空梭与LH2罐之间转移力不小于3581KN（蓝点）。
　　有一点要特别指出，太空梭ET的LOX罐顶端是几乎不受力的。
　　SLS受力分析
　　SLS的LOX罐顶端并不是鼻锥，而是一个百吨重的二级和载荷,所以需要一个法兰来进行连接，与此同时我们在RS-25专栏里也介绍过SLS主推进系统也被安装在了橙罐的底端，也就是说所有来自顶部载荷和二级的酬载都会沿着芯级一路下到底。
　　老规矩假设红点转移所有固推推力，绿点不受力，蓝点转移RS-25推力
　　SLS的两根五段式助推器自重共320万磅（1451.5吨），共720万磅推力（32,000KN）。
　　4台RS-25以109%起飞推力运行共7,440KN，全箭重2721.6吨。起飞加速度为4.69m/s^2, 由于缺少二级和载荷（及一堆杂项）的质量。我们姑且假设所有85吨芯级干重都在底部（会导致间级下法兰受力被低估），外加130吨的液氢燃料。则SLS储箱间级下法兰受LH2罐的支持力为4324.7KN（这也是LH2罐顶部受力）；相比之下，ET的储箱间级下法兰（LH2罐底部）只需要承受约1987KN。
　　储箱间级顶部给予LOX罐的支持力为SRB净推力10967KN+4324.7KN（来自下法兰转移）=15,292KN，这也是LOX罐底部所受的支持力；比太空梭LOX罐底部受力（9372KN）高出约5920KN（约为一个猎鹰9的起飞重量）。
　　再往上，我们说过SLS的芯级LOX罐顶部不是鼻锥而是载荷，所以它的罐顶也要抗压（不然二级和载荷就被留在地面了），用上述类似计算可得约为4230KN；相比之下ET的LOX罐顶部是几乎不受力的（除了一些动压）。
　　总结：
　　争取每次专栏做一个类似的图
　　如果拿电子的起飞推力（162KN）作为国际通用推力单位，SLS的LH2罐底部和顶部分别比ET多受力24枚电子和14.4枚电子；LOX罐底部和顶部分别多受力36.5枚和26枚。
　　SLS对橙罐设计的改动
　　SLS的芯级相比ET所需要承受的推力大的多，所以SLS的外骨骼主环架和储箱壁都需要另一个档次的抗压能力否则很容易出现纵弯所以不要在坎巴拉里乱改啊。所以SLS的芯级储箱壁所使用的材料最厚处可达0.75（19mm）英尺，是ET（0.25英尺）的3倍。
　　选择2219合金作为SLS的基础材料的原因是，2090与2195（SLWT）虽然强度更高密度更小，但它们非常的脆。这一特性一来让它们没办法做出厚板（铣削镂空技术下原料厚度决定了最终产品加强筋的高度），二来发生了不少事故（记得STS-133的纵梁么，那是2090；EFT-1的猎户座上使用2195的组件也出现过事故）。所以2013年NASA提高了材料纵屈标准后，可怜的2195也就自己的脆性从SLS芯级材料单里被移除，老将2219重出江湖。
　　2219等熵板，我好了，你呢
　　原本NASA预计2195相比2219可以减重25%，但在完成设计后发现：由于2195原料没办法做成厚板，更薄的原料使得加强筋很矮、作为补偿就必须把它做的很粗，所以变相降低了强度-重量比值。
　　有没有这样一种神奇合金，它强度又高、韧性又好、耐腐蚀、的厚片？
　　YES
　　2050，2000系列铝合金里的＂后浪＂
　　2004年Rio Tinto Alcan公司发明了Al 2050合金，与2195相同，是添加了镁的铝铜锂合金。该合金可以非常轻松的做成2.25-6.5英尺（57-160 mm）的厚板，起初它是为商用/军用飞机设计的，经常会用到6.5英尺板。后来经过研究发现它的T84版本形成的4英尺厚板在低温下有良好的物理性质，如果用它代替2219合金做储箱壁可以节省20%-30%的重量。
　　2050对金属疲劳的耐性比7050好很多，如果要造可复用火箭的话OK
　　2050和FSW完全匹配，制造商甚至测试了把它和2219合金板用FSW技术焊接在一起，成品极大的增强了金属的强度。不过在使用2050时制造商Constellium推荐在2050-T34状态下进行铣削和焊接，然后再陈化到最终的T84状态。这个技术可以支持更长的焊缝，并且在焊缝处拥有更强的金属性质。
　　Constellium并不想和你说话并随手焊了400英寸2050
　　Constellium表示他们可以根据要求提供各种各样的尺寸，100-150英尺宽、500英尺长的＂标准大小＂下1英尺到4英尺中间随便什么厚度都能做。
　　而且Constellium已经在为猎户座和SLS提供2050了
　　从跌倒的地方站起来
　　无论是芯级的0.75英尺还是ET的0.25英尺，用到这些＂最大厚度＂的位置无一例外都是组成LOX罐的矩形曲面板，但2050最小可用厚度是1英尺，所以需要一些其他合金来做这些穹顶。可以是2219做穹顶，然后用Constellium已经测试过的异种金属焊接把它们接在一起。
　　而2019研究中不推荐使用的2195厚度是2.25英尺（67mm）以上（尽管2英尺以上的用2050效果会更好），所以在SLS上使用2195是完全可能而且很靠谱的；毕竟2195可是专门为了低温储箱而发明的合金。
　　2014年马歇尔太空中心成功通过优化热处理和拉伸成形工艺做出了有史以来横截面最大的2195合金板，并且优化的工艺增加了产品的应变硬化指数。他们做了一块0.525英尺、两块0.75英尺的T8（热处理的代号）矩形曲面板来验证技术。先前的Al 2195合金板接受拉伸成形工艺的最大厚度为0.325英尺，马歇尔太空中心的的确确在Al 2195合金板的制造上取得了突破。该技术未来可以用在SLS的上面级或芯级穹顶的制造中，用来为SLS提升酬载能力。在穹顶上使用2195更好的一点是它可以充分发挥前面预估的25%减重，因为在矩形曲面板本身的设计就不包含铣削。
　　目前坐在圆周FSW仪上的矩形曲面板是2219合金
　　波音弄坏了焊接头！波音弄坏了焊接头！波音弄坏了焊接头！！...........(重复无限次)
　　不愧是你啊波音
　　其实这是个旧闻了，2016波音在焊接LOX罐测试机（就是前两天被NASA玩坏了的那个）的穹顶的时候把焊接头和LOX罐一起弄坏了。它被NASA定义为一个＂B级事故＂，也就是需要500,000-2,000,000美元来修复。这也是EM-1第一次推迟，从2018到2019的原因。
　　其实这不是波音的错，为什么？焊接SLS燃料罐（特别是材料最厚的LOX罐）所需要的厚度，是FSW从来没有尝试过的。而波音在SLS上应用的是一种叫做＂自反应摩擦搅拌焊＂，与传统不同的是它不是用铁砧来顶住工件的，自反应FSW使用一个类似螺帽的结构来固定，这样独特的设计在圆周焊接中应用可以使得所需要投资的工具更少，降低沉没成本。SR-FSW对于航天来说是一个新技术，因为它在2003年刚刚接受了NASA的可行性研究，2011年波音就决定应用它了。
　　SR-FSW
　　波音在焊接完第一个LOX罐＂焊接信心件＂（既试水件）后发现了两个问题：第一，完成的垂直和圆周焊缝上有一些小孔；第二，焊接头底部和那个＂螺帽＂连接的地方出现了一些微裂隙。
　　波音的焊接头下毕业了一堆博士生
　　一阵研究后发现那些小孔和焊接头没有关系，后来被成功的解决了；对于焊接头的微裂缝，波音决定改动一下焊接头的设计。因为如果焊接头在工件里碎掉了，它就自然的卡在里面了，需要钻出来才行。这不是什么大问题，但是会影响焊接速度因为除了换个头以外还必须得修好工件。
　　改完以后焊接头是没事了，但橙罐的焊缝出现了随机焊接强度问题（低于要求），平均每15条焊缝里出现1个问题。在收集了大量的样本和数据以后，波音发现：好像还是原来的焊接头好用。于是他们就改回了原来的焊接头，并且调整了焊接头的转速和行进速度。
　　除了物理上的改进以外，波音发明了＂预鉴定＂流程。即在把焊接头装上去焊正式飞行件前，在不同条件下焊个几次试试水，没问题的话就留着用来焊正式件。
　　波音终于找到了正确的焊接姿势
　　波音终于解决了焊接头的问题，然而他们突然想起来自己的两个LH2罐是用有问题的焊接头做的（就是拿来测试到爆的那个）。这两个LH2罐不是Artemis要用的正式飞行硬件，在纵曲和挤压测试（就是NASA玩到爆炸的那个）中不需要飞行压力，焊接强度也不影响资格认证的过程，最终他们也成功通过了资格认证。
　　没想到吧，这个测试无所谓焊接强度
　　不过加压测试有关系到焊接强度，而NASA把加压测试移给了新工艺下的芯级（就是现在坐在斯坦尼斯航天中心的那个），没什么问题。波音本来想过发明一个修复有问题的焊缝的技术，不过在仔细考虑以后发现这会造成SLS芯级进度更长时间的推迟，所以也就没有那么做。
　　克服这些困难意味着整个航天工业在FSW上的造诣又进了一步，波音和NASA一起正在真正的拓展焊接技术的最前沿。
　　FSW是焊接技术的巅峰，俄国甚至没有独立完成的能力，要英国公司PTG来帮忙
　　事实上SLS的MPS推进部和前裙也是用那个有问题的焊接头焊的；不过因为它们是正常厚度的物件，所以就没有强度问题（可见SLS的橙罐并不是像很多人想的那样在用＂现成技术＂、＂吃老本＂）。波音也并没有真的＂弄坏＂焊接头，只是尝试了不同的方法来改进现有的焊接技术。
　　昂贵、浪费的SLS项目？
　　看到这里，你也许想说：SpaceX研发火箭使用现成的技术，又快成本又低。NASA想要重返月球应该选择他们，而不是波音这个瞎胡搞的、要求一堆研发、费时费力的计划。
　　研发、创新
　　史都林格其实已经回答过这个问题，他曾经在那封著名的《我们为何要探索太空》的信中写道：
　　你也许会问，为什么我们 非先要为旅月宇航员把生命维持系统研制出来，才去为心脏病人制造遥读传感系统 ？答案很简单，因为在解决技术难题的过程中， 一些重大进展的取得通常不是靠直接着手研究，而是靠设下一个极具挑战性的目标 。这个目标予人以强大动力去进行创新性研究，从而激起人们的想象力，并鼓舞其作出最大的努力，这目标就 如同催化剂般，为科学的发展掀起了连锁反应 。
　　其实，探索太空最大的受益者并不是登上月球的宇航员、也不是华盛顿特区里庆祝打败月球的政治家，而是地球上生活着的人们。我们的生活并不因为阿姆斯特朗在月球上留下了脚印而变得更好；人们之所以受益，是因为我们在前往月球的旅途中克服了许多先前认为不可能的困难、拓展了科学与技术的最前沿。研发更先进的科技，其实是我们前往月球的目的、而不是手段。
　　＂我们前往太空，为的是造福地球上人们的生活——罗纳德里根签署商业航天法案时的讲话＂。
　　里根签署的《商业航天法案》是今日繁荣太空产业的法律基础
　　商业航天的创新在于利用太空，而不是拓展科学技术的前缘。
　　SpaceX与火箭实验室这样的公司的确以独特的方式降低了进入太空的成本，使得更多的人可以利用轨道资源和空间资源。但他们通常没有动机与能力负担起庞大的R&D开支，反推着陆助推器和小火箭构架都是近地轨道商业化非常重要的支柱，但这些都只是单一用途优化的设计。他们没有动机、也没有财力和人力来研发更先进的基础工艺，如焊接、导航、材料学。
　　NASA自己不是一个盈利的公司，作为政府机构它是从纳税人口袋里面摸钱出来花的；但它绝对有自己存在的意义。航天作为一个产业有着非常高的门槛，所以商业公司会选择使用现成技术；但总有人要去投入真金白银让这个技术变成＂现成的＂。我们说过，SpaceX在猛禽引擎上使用了Inconel 718合金、在箭体上使用了Airware 2195，在太空梭项目发明它们以前、它们可都不是＂现成技术＂。商业航天的蓬勃发展，离不开NASA与美国航天前辈们为他们打下的坚实基础。
　　商业航天的繁荣是建立在NASA已经投入的研发上
　　人类对太空资源的利用不会仅限于LEO，我们终将前往月球、殖民火星。为此，我们需要更好的工艺、更先进的科学技术，这些是光靠商业公司、商业火箭的决心和财力做不到的事；焊接SLS教会给我们的宝贵知识会帮我们更接近那些远大的梦想。
　　NASA为何越来越谨慎
　　你可能想说，应该把这些钱给SpaceX让他们研发星舰，然后通过XX次加油来前往月球。我不会否认这个计划的可行性，诚然轨道加油是一个非常诱人的技术、这是NASA可以选择的投资方向（其实NASA已经给钱了）。
　　但请各位读者记住，航天有着巨大的风险、很多时候这些风险不是一个企业可以承担的起的。想象一下如果今天SLS被取消了，星舰成为了NASA返回月球的唯一希望；国会和纳税人会怎样看待BocaChica的烟花？几次爆炸后，会有多少舆论压力被施加在星舰的研发上，SpaceX作为一个商业公司承担的起这样的压力么？
　　激励后人
　　我一直认为，如果要＂不惜一切代价完成某事＂，那这件事一定不能是探索太空。
　　人类是不断探索进取的种族，几千年以前最远的疆界是山脉。几百年以前，最遥远的疆界是海洋。而今天我们已经征服了高山和大海，那么浩瀚的星空则会称为人类探索的边界。但就像我说的，这些伟大的探险的价值不在于＂不惜一切代价完成某事＂。库克船长名垂青史，因为他的航线以前所未有的精度绘制了海岸的样貌、为后来开发大洋洲及海上商业的繁荣打下了基础；许多孩童梦想着成为如德雷克船长伟大的探险家，因为他探索了美西海岸、使得殖民者得以将这片废土建设成伟大的都市。不过在这之上，我认为他们最重要的贡献是：鼓励这些孩子成为探索者，憧憬着在更广阔的海域、星空航行。
　　我们不能本末倒置，一个不惜宇航员生命的、不在乎工人安全的、不惜一切代价的航天计划，无法完成探索者最神圣的使命：将探索精神传承下去。因为一场旅程总有结束的那天，而人类征服星空的旅程不应该随它结束；如果某个航天工程给人留下了危险、不顾一切、疯狂的印象，那么无论它完成了多伟大的成就，它都是彻彻底底的失败。下一代孩子们不会憧憬着成为毁掉数百个家庭的幸福，来为自己的探索添柴的＂探索者＂。
　　SLS 是非常好的火箭研发、制造项目，因为它确确实实的冲击着科学与技术的最前沿。Artemis任务架构要求猎户座与SLS来运送航天员，这也将载人的风险转移给了NASA与波音的团队，而他们有最好的管理和分析工具来确保载人发射的安全，确保国会和纳税人一直对它保持信心而不取消这个计划；这也让商业公司可以放心的参与无人部分。
　　SLS有一个＂渐进式＂的研发模式，有效的降低了风险又确保科学技术的进步
　　SLS 也许昂贵、也许拖延，但它的研发相比不锈钢甲烷火箭的更安全、设计更成熟、投资与回报更有保障。星舰可以放飞科幻迷最狂野的梦想，但SLS才是那个承担的起所有人的非议、带着NASA与商业伙伴们回到月球、航向深空的火箭。