北京時(shí)間 2 月 10 日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，人類一直到 1972 年才第一次登上月球。但是，隨著商業(yè)載人太空時(shí)代的帶來(lái)，重返月球的愿望重新被點(diǎn)燃，新一輪的太空競(jìng)賽也隨之開(kāi)啟。NASA 已經(jīng)選擇與私人太空公司 SpaceX 合作，讓后者參與 NASA 的部分商業(yè)太空飛行任務(wù)。但是，SpaceX 也有自己的太空探索計(jì)劃。
為了登陸月球和其他更遠(yuǎn)的星球，NASA 和 SpaceX 都在開(kāi)發(fā)新一代重型火箭：SpaceX 有星艦（Starship），NASA 有太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）。
那么，星艦和 SLS 有什么不同？哪一個(gè)更加強(qiáng)大呢？
SpaceX 的星艦
火箭進(jìn)入軌道需要經(jīng)歷多個(gè)階段。在飛行過(guò)程中，火箭會(huì)逐步丟棄用盡的燃料箱，從而減輕自身重量，這樣可以更加容易地加快飛行速度。一旦投入使用，SpaceX 的發(fā)射系統(tǒng)將包含兩個(gè)階段：被稱為 “超級(jí)重型”（Super Heavy）的運(yùn)載火箭和星艦。
超級(jí)重型推進(jìn)器由猛禽火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，使用的燃料為液態(tài)甲烷和液態(tài)氧的混合物。液體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的基本原理是，在燃燒室內(nèi)將兩種推進(jìn)劑（如煤油一類的燃料和液氧一類的氧化劑）混合后點(diǎn)燃?；鹧嬖诟邏合庐a(chǎn)生熾熱氣體，高溫氣體高速?gòu)陌l(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴排出，從而產(chǎn)生推力。
火箭在發(fā)射時(shí)，可以產(chǎn)生 1500 萬(wàn)磅的推力。這個(gè)推力，大約是阿波羅時(shí)代的火箭推力的兩倍左右。星艦位于運(yùn)載火箭的頂部。星艦本身配有另外六臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)，擁有一個(gè)大型任務(wù)艙，可容納衛(wèi)星、最多 100 名船員的隔艙，甚至還可以放下額外的燃料箱，以便在太空中為飛船補(bǔ)充燃料。這些對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間的星際載人飛行至關(guān)重要。
超級(jí)重型與星艦分離
星艦可以在真空的太空中飛行，也可以地球和火星的大氣層中飛行。星艦將使用可移動(dòng)的小型機(jī)翼滑翔至理想的著陸區(qū)。
一旦滑翔至著陸區(qū)上方，星艦將翻轉(zhuǎn)到垂直位置，然后使用飛船上的猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)力下降和著陸。星艦也將具有足夠的推力，從火星或月球表面升空，克服這些星球上較弱的引力，并返回地球。返回地球時(shí)，星艦會(huì)再次翻轉(zhuǎn)到垂直位置，然后動(dòng)力降落到指定位置。星艦和超級(jí)重型推進(jìn)器都是完全可重復(fù)使用的，整個(gè)系統(tǒng)按設(shè)計(jì)可以向火星或月球運(yùn)載 100 噸以上的有效載荷。
宇宙飛船如今發(fā)展迅速。星艦原型機(jī) SN8 在最近一次試飛中，成功地展示了完成這項(xiàng)任務(wù)所需的一系列動(dòng)作。但不幸的是，機(jī)上的一臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)出了故障，導(dǎo)致 SN8 在著陸時(shí)墜毀。2 月初，SN9 原型機(jī)在 10km 高空試飛，但試驗(yàn)又失敗了。這次試飛，起飛及空中階段都很順利，但 SN9 在返回階段出現(xiàn)了劇烈的抖動(dòng)，最后觸地爆炸。不過(guò)，原型機(jī) SN10 已經(jīng)就位，預(yù)期下一次試飛不會(huì)太遠(yuǎn)。
NASA 的太空發(fā)射系統(tǒng)
NASA 的太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）將從中止的土星五號(hào)接過(guò)重任，成為該機(jī)構(gòu)有史以來(lái)使用過(guò)的最強(qiáng)大火箭。當(dāng)前的 “土星五號(hào)”化身（SLS block 1）高約 100 米。
SLS 的核心階段包含 330 萬(wàn)公升以上的液態(tài)氫和液態(tài)氧（相當(dāng)于 1.5 個(gè)奧運(yùn)會(huì)規(guī)模的游泳池）。該核心階段由四臺(tái) RS-25 發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，其中三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)曾用于之前的航天飛機(jī)。RS-25 發(fā)動(dòng)機(jī)與猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別在于，前者燃燒的是液態(tài)氫，而后者燃燒的是液態(tài)甲烷。
SLS 的各個(gè)階段
火箭核心階段的兩側(cè)分別有一個(gè)固體火箭推進(jìn)器，用以輔助。在發(fā)射時(shí)，核心階段可以提供 820 萬(wàn)磅的總推力——比土星五號(hào)的發(fā)射推力還高出 5%。這枚火箭可以將飛船送入低地球軌道。上級(jí)推進(jìn)器旨在將飛船上的有效載荷（如宇航員太空艙）推出地球軌道。這是一枚由單個(gè) RL-10 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小型液態(tài)燃料推進(jìn)器。RL-10 發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)用于 ATLAS 和 DELTA 火箭，比 RS-25 發(fā)動(dòng)機(jī)更小更輕一些。
作為阿爾忒彌斯一號(hào)任務(wù)的一部分，SLS 將承擔(dān)起把獵戶座載人飛船送往月球的重任。獵戶座載人飛船可以維持 6 名宇航員 21 天的生活。NASA 目前的火箭，無(wú)法執(zhí)行阿爾忒彌斯一號(hào)任務(wù)。
獵戶座載人飛船按計(jì)劃將擁有大型的丙烯酸窗戶，方便宇航員在旅程中觀看窗外風(fēng)景。該飛船也將擁有自己的發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料供應(yīng)，以及返回地球時(shí)所需的輔助推進(jìn)系統(tǒng)。未來(lái)的空間站（如月球門戶）將充當(dāng)后勤樞紐，其中可能也會(huì)包括燃料補(bǔ)充。
SLS 的核心階段和推進(jìn)器火箭不太可能重復(fù)使用。它們不會(huì)著陸，而是掉落在海洋中。因此，SLS 系統(tǒng)不僅材料成本昂貴，環(huán)境成本也更高。根據(jù)設(shè)計(jì)，SLS 可以升級(jí)到更龐大的階段，以便運(yùn)載重達(dá) 120 噸的機(jī)組人員或貨物，可能超過(guò)星艦的載荷。
NASA 的 SLS 和 SpaceX 的星艦，兩者均有望將人類送上月球或更遠(yuǎn)的星球。
SLS 上使用的許多技術(shù)被稱為 “老式技術(shù)”，因?yàn)檫@些技術(shù)改造自之前的太空任務(wù)，這樣可以縮短研發(fā)時(shí)間。但是，一月份的時(shí)候，SLS 核心階段的點(diǎn)火測(cè)試，在開(kāi)始后一分鐘以失敗告終。這次點(diǎn)火測(cè)試原計(jì)劃為八分鐘。失敗原因疑似為組件故障，且并未造成火箭嚴(yán)重?fù)p壞。SLS 項(xiàng)目經(jīng)理約翰 · 霍尼卡特說(shuō)：“我不認(rèn)為我們需要大幅修改設(shè)計(jì)。”
孰優(yōu)孰劣？
那么，到底哪一個(gè)太空飛船有望率先讓人類重返月球呢？按計(jì)劃，阿爾忒彌斯二號(hào)將是首個(gè)使用 SLS 執(zhí)行月球飛越任務(wù)的載人計(jì)劃，預(yù)期將于 2023 年 8 月發(fā)射。SpaceX 還沒(méi)有載人發(fā)射的具體計(jì)劃日期，但該公司正在運(yùn)行一個(gè) #dearMoon 項(xiàng)目。該項(xiàng)目涉及月球太空旅行，計(jì)劃于 2023 年啟動(dòng)。馬斯克還表示，載人火星任務(wù)最早將于 2024 年實(shí)現(xiàn)，屆時(shí)也會(huì)使用星艦執(zhí)行任務(wù)。
歸根結(jié)底，這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的一方是擁有多年測(cè)試經(jīng)驗(yàn)但時(shí)時(shí)受到納稅人預(yù)算波動(dòng)和管理政策變動(dòng)限制的機(jī)構(gòu)，另一方則是相對(duì)年輕的公司，但已經(jīng)發(fā)射了 109 枚獵鷹九號(hào)火箭，且成功率達(dá)到 98%，資金也充沛。
不管誰(shuí)先登陸月球，我們都將開(kāi)啟一個(gè)太空探索的新時(shí)代。在地球之外，仍有很多科學(xué)謎團(tuán)，等待我們?nèi)ソ獯稹?/p>
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