NASA深空探索系統2018年展望

NASA深空探索系統包括航天發射系統（SLS）重型火箭、獵戶座飛船（Orion）和探索地面系統（EGS）3個項目。該系統研製的主要目的是為美國提供未來深空探索任務所需的航天系統和配套設施。近期目標是將人類送到地月空間（包括登陸月球），在地月空間驗證長時間深空探索所需的系統和方案，遠期目標是實現載人探火。

2018年，NASA將全面加速深空探索系統的研製進程，其主要目標是完成探索任務1（EM-1）所需全部硬體的製造。NASA將通過飛機、火車、卡車以及輪船等多種方式運輸SLS和獵戶座的組件與試驗件；並繼續對肯尼迪航天中心的地面系統的基礎設施進行升級和測試工作；而對SLS和獵戶座的系列試驗也將在2018年全面展開。

航天發射系統

SLS是用來探索近地軌道以遠空間的重型運載火箭，近期目標是將獵戶座送入地月空間，遠期目標是實現載人探火，同時還能夠將大型非載人載荷送到火星、土星和木星等目的地。運載火箭研製通過採用先前項目的部件，包括太空梭主發動機、星座計劃的五段式固體助推器以及德爾它4火箭的二子級衍生的過渡型低溫上面級等，實現成本、進度和性能目標。

2018年，SLS芯級的5個部段（前裙段、氧箱、箱間段、氫箱和發動機段）將在米丘德工廠進行組裝，屆時4台RS-25發動機也會與芯級集成。隨後，集成的芯級（高64.6m）將通過飛馬座駁船運送到密西西比州的斯坦尼斯航天中心做最後的發動機熱點火試車。這也是4台RS-25發動機的首次聯合試車，將在8min內消耗約950噸的推進劑，產生9000kN的推力。另外，芯級的電氣系統和飛行計算機也都會在此次試車前完成鑒定和功能測試。

SLS固體火箭助推器是由軌道ATK公司負責製造。軌道ATK在2018年會通過鐵路運輸方式將助推器從猶他州的工廠運送到肯尼迪航天中心。另外，NASA位於阿拉巴馬州亨茨維爾的馬歇爾航天飛行中心製造的兩個適配器在也將抵達肯尼迪航天中心。其中，高達9.1m的火箭級間段將由飛馬座駁船將運輸；而獵戶座飛船適配器將由NASA的超級古柏飛機運輸。

芯級的結構試驗件，如液氧貯箱，液氫貯箱和箱間段，都將會陸續抵達馬歇爾航天飛行中心進行結構試驗。另外，NASA還在繼續探索上面級的研發工作，並計劃於2018下半年進行探索上面級的關鍵設計評審。探索上面級計劃應用在EM-2首次載人飛行任務中。此外，NASA還將繼續推進芯級組件和火箭其他部件的製造工作，以便未來發射任務可以順利進行。

獵戶座飛船

獵戶座飛船能夠攜帶4名乘員進行時長21天的深空飛行任務，具備逃逸能力、長時間在軌生存能力以及從深空中高速返回時的再入能力。獵戶座分為乘員艙、服務艙和逃逸系統三部分，此外，獵戶座飛船還需要通過一個獨立的適配器與火箭連接。儘管乘員艙的外觀和傳統飛船非常類似，但是內部卻採用了最先進的技術，在飛行任務中為乘員提供生存和工作的空間。

2018年初，肯尼迪航天中心的工程師將對獵戶座的乘員艙進行加裝防熱瓦的工作。當獵戶座完成任務返回地球的過程中，再入溫度將高達2760℃。該防熱瓦主要用于飛船返回時保護乘員艙免受高溫侵蝕。2018年6月，由歐空局負責設計研製的獵戶座服務艙段將抵達肯尼迪航天中心，在此之前，防熱瓦的安裝工作也將會全部完成。服務艙抵達後，技術人員會通過乘員艙適配器將服務艙與乘員艙集成在一起，並安裝一些重要的組件，如動力系統管路、電氣系統和其他電子連接器。2019年，技術人員將會在NASA位於俄亥俄州桑達斯基市的梅溪站對獵戶座飛船的集成件進行測試。

2018年，NASA與美國海軍將前往加利福尼亞海域，針對完成EM-1後將如何打撈返回的乘員艙的工作進行聯合演練。在亞利桑那州的馬市，NASA工程師將會對獵戶座進行三次降落傘試驗，以確保獵戶座的降落傘在返回時按計劃展開。在新墨西哥州的白沙試驗基地（WSTF），工作人員將按計劃測試由歐空局設計研製的獵戶座推進艙。在科羅拉多州的丹佛工廠，獵戶座的主承包商洛克希德?馬丁公司將對獵戶座的結構試驗件進行加壓、雜訊、火工品等測試，以確保獵戶座能夠承受劇烈的應用負載、聲爆和爆炸衝擊。

EM-2將是SLS首次承載宇航員的飛行任務。目前，工作人員正在位於新奧爾良州的米丘德工廠進行獵戶座重要組件的焊接工作。該項工作計劃在2018年底完成。隨後，會通過海運運到肯尼迪航天中心。為了確保在EM-2中宇航員的生命安全，在NASA位於休斯頓的約翰遜航天中心，工程師還將對飛船生命支持系統和宇航員的生存系統進行評估。除此之外，工程師也將會對獵戶座的逃逸系統進行試驗。逃逸系統採用的逃逸發動機高約5m，直徑約0.9m，能在0.125s時間內產生1778kN的推力。

探索地面系統（EGS）

探索地面系統則是對肯尼迪航天中心的發射設施進行改進升級，以適應SLS火箭和獵戶座飛船的準備、裝配、試驗、發射和回收工作。肯尼迪航天中心在改進之後會具有更好的靈活性和兼容性，能夠滿足多用戶需求，包括商業公司的需求。

2018年，肯尼迪航天中心的工作人員將繼續推進發射場的升級改造工作，為2019年SLS火箭發射獵戶座飛船做準備。2018年春季，移動發射平台將被運往39B發射台進行一系列檢查，以確保發射架與平台系統之間所有連接完全接合。檢查完畢後，移動發射平台將運往垂直總裝大樓（VAB）進行測試，主要包括重要介面的測試，如安裝機構，超壓點火和雜訊抑制水管以及氮氣與氦氣供應管路和平台入口等介面測試。測試通過後，移動發射平台將被推回發射台進行為期多月全面系統測試。而用於指揮和控制EM-1的關鍵軟體也將在2018年秋季前完成。另外，地面系統的工程師也開始啟動EM-2的發射準備工作，改進臍帶塔以適應探索上面級發動機操作的需要。

2018年，NASA與其承包商將進行更加緊密的合作，加速地面系統的升級和改進工作，為2019年SLS首飛任務提供重要保障。另外，完成升級後的肯尼迪航天中心的發射能力將具有更好的靈活性、經濟可負擔性和快速響應性，並為美國未來十年的深空探索任務提供重要支持。

作者：張恩源，北京航天長征科技信息研究所

作者：曲 晶，北京航天長征科技信息研究所

編輯：王 瑞，北京航天長征科技信息研究所

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