美國(guó)宇航局(NASA)的巨型火箭“太空發(fā)射系統(tǒng)”(SLS)和埃隆·馬斯克旗下SpaceX的星際飛船將在未來幾十年內(nèi)將人類送入太空，包括登陸月球乃至火星。這兩大系統(tǒng)都可能在下個(gè)月嘗試發(fā)射，開啟太空探索的新紀(jì)元。那么它們到底有何不同，各有什么目標(biāo)?

1.高度、重量以及推力

SLS和星際飛船都是世界上最強(qiáng)大的火箭。其中，星際飛船似乎具有更大優(yōu)勢(shì)：

星際飛船能夠產(chǎn)生1600萬磅(約合7257噸)的推力，而SLS可以產(chǎn)生的推力為880萬磅(約合3992噸)。

SLS的Block 1(即發(fā)射系統(tǒng)第一級(jí))高322英尺(約合98米)，星際飛船高394英尺(120米)，其中飛船本身高164英尺(約合49米)，助推器高230英尺(約合70米)。

在加滿推進(jìn)劑的情況下，星際飛船的整體重量達(dá)到1100萬磅(約合500萬公斤)。相比之下，SLS的重量為550萬磅(約合250萬公斤)。

星際飛船不使用固體燃料，以液氧和甲烷為推進(jìn)劑，而SLS使用液氧、液氫以及固體燃料;此外，星際飛船由32臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，SLS核心級(jí)使用四個(gè)RS-25發(fā)動(dòng)機(jī)。

2.建造成本和時(shí)間跨度

SLS與NASA重返月球計(jì)劃Artemis同時(shí)推進(jìn)，但這款運(yùn)載火箭的設(shè)計(jì)于2011年首次亮相。八年前，SLS進(jìn)入了正式開發(fā)階段。

自那以后的許多次延遲都是由SLS本身問題所致，而Artemis計(jì)劃也始終受到宇航服和載人登陸器系統(tǒng)開發(fā)問題的困擾，這些系統(tǒng)將把宇航員送到月球表面。

為了減少成本和開發(fā)時(shí)間，NASA一直在升級(jí)航天飛機(jī)和其他探索項(xiàng)目經(jīng)過驗(yàn)證的硬件，同時(shí)利用尖端工具和制造技術(shù)。SLS的某些部件是新的，其他部件則是升級(jí)而來，比如增加滿足現(xiàn)代太空探索任務(wù)所需要的功能。整個(gè)Artemis項(xiàng)目耗資約230億美元，且不能重復(fù)使用。

馬斯克星際飛船的助推器是多年研發(fā)成果，先后用于2009年退役的獵鷹1號(hào)火箭、獵鷹9號(hào)火箭、獵鷹重型火箭以及現(xiàn)在的超重型火箭上。

因此，就開發(fā)和制造成本而言，很難準(zhǔn)確地將SLS與星際飛船進(jìn)行比較。但僅就星際飛船而言，據(jù)估計(jì)其已經(jīng)花費(fèi)了SpaceX大約2.16億美元。

SpaceX超重型火箭的想法可以追溯到2005年11月，當(dāng)時(shí)馬斯克首次談到他想要打造巨型火箭的愿景。

3.星際飛船與SLS工作原理

SLS由核心級(jí)和臨時(shí)低溫推進(jìn)級(jí)提供動(dòng)力，核心級(jí)的兩側(cè)是兩個(gè)固體火箭助推器。固體火箭助推器含有推進(jìn)劑聚丁二烯丙烯腈，在飛行的前兩分鐘內(nèi)提供75%以上的飛行推力。與此同時(shí)，核心級(jí)儲(chǔ)存了約200萬升的過冷液氫和液氧，為RS-25發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料。

與SLS不同，星際飛船屬于可重復(fù)使用發(fā)射系統(tǒng)，為此其飛行成本可能比大多數(shù)火箭便宜200倍。在準(zhǔn)備好降落在地面上時(shí)，星際飛船最初將以60度角重新進(jìn)入大氣層，然后以水平位置“俯沖”到地面。

這種返回方式利用了大氣層來減緩飛行器的下降速度，但缺點(diǎn)是不太穩(wěn)定。正是出于這個(gè)原因，星際飛船在前后安裝了四個(gè)鋼制著陸襟翼以控制其下降姿態(tài)，其工作方式類似于跳傘運(yùn)動(dòng)員使用手臂和腿控制自由落體的方式。

當(dāng)星際飛船接近地面時(shí)，它會(huì)重新翻轉(zhuǎn)為垂直姿態(tài)，然后啟動(dòng)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)控制安全著陸。

2019年11月，馬斯克聲稱，由于重復(fù)使用火箭提高了效率，星際飛船每次發(fā)射的成本可能只需200萬美元。相比之下，SLS每次發(fā)射成本股價(jià)高達(dá)41億美元。

4.載人太空艙

SLS搭載的太空艙名為“獵戶座”，可以容納四名宇航員。雖然NASA定于11月首次試射SLS，但這將是獵戶座太空艙的第二次發(fā)射。早在2014年12月，獵戶座就進(jìn)行了首次試飛，當(dāng)時(shí)它搭乘ULA Delta IV重型火箭進(jìn)入太空。

11月份發(fā)射時(shí)，獵戶座將不會(huì)搭載任何機(jī)組人員，而是將攜帶假人往返月球。這些設(shè)計(jì)是為了復(fù)制人類體重，讓科學(xué)家和工程師了解太空艙的飛行性能，而不會(huì)讓人類處于危險(xiǎn)之中。

從發(fā)射到返回前，獵戶座將與3米長(zhǎng)的歐洲服務(wù)艙(ESM)相連，后者為其提供空氣、水、電力和動(dòng)力。

如果計(jì)劃進(jìn)展順利，Artemis II將在2024年進(jìn)行載人繞月飛行，而Artemis III將在2025年將人類送回月球表面。屆時(shí)，SLS、獵戶座和星際飛船將通力合作。當(dāng)獵戶座到達(dá)月球軌道，它將與星際飛船充當(dāng)?shù)闹懫鲗?duì)接。

2021年，NASA授予SpaceX價(jià)值28.9億美元的合同，將星際飛船開發(fā)成能夠在2030年前將宇航員送上月球表面的著陸器。最終，NASA希望讓獵戶座、著陸器與月球軌道空間站對(duì)接，以執(zhí)行更復(fù)雜的太空任務(wù)。

另一方面，星際飛船最終將能夠搭載多達(dá)100人前往火星。對(duì)于往返火星的長(zhǎng)途旅行(單程可能需要長(zhǎng)達(dá)9個(gè)月)，馬斯克希望在靠近上級(jí)前部的有效載荷區(qū)域安裝大約40個(gè)艙室。

馬斯克曾說過：“如果你真的想讓人擠進(jìn)去，每個(gè)艙室應(yīng)該可以容納五到六個(gè)人。但我認(rèn)為大多數(shù)情況下，我們預(yù)計(jì)每個(gè)艙室會(huì)有兩到三個(gè)人，所以每次飛往火星的航班大約可搭乘100人。”

至于其余有效載荷，星際飛船近地軌道最大有效載荷為100到150噸，月球軌道最大有效載荷為100噸，而SLS分別為95噸和27噸。雖然星際飛船暫時(shí)領(lǐng)先，但SLS有效載荷能力預(yù)計(jì)將隨著設(shè)計(jì)的更新迭代而增長(zhǎng)。

5.SLS和星際飛船發(fā)射

星際飛船預(yù)計(jì)將從美國(guó)得克薩斯州靠近博卡奇卡鎮(zhèn)的星際基地發(fā)射。然而，SpaceX在發(fā)射之前首先需要獲得美國(guó)聯(lián)邦航空管理局(FAA)的發(fā)射許可證。

馬斯克此前曾表示，星際飛船可以從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心的39A發(fā)射臺(tái)升空，該設(shè)施目前用于發(fā)射SpaceX的獵鷹系列火箭。它就在39B發(fā)射臺(tái)旁邊，SLS將從那里升空。

這兩款運(yùn)載火箭都受到了一系列延遲的困擾。馬斯克最近表示，他認(rèn)為超重型火箭應(yīng)該可以在本月發(fā)射升空。在被問及星際飛船何時(shí)進(jìn)行首次軌道飛行時(shí)，馬斯克發(fā)文稱：“可能是下10月底，但11月的可能性也很大。”

SpaceX原計(jì)劃于2022年1月將星際飛船送入軌道，但在FAA對(duì)其得克薩斯州發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行環(huán)境評(píng)估后，該公司被迫推遲計(jì)劃。

Artemis I任務(wù)原計(jì)劃在8月底發(fā)射，將無人駕駛的獵戶座太空艙送入太空，并開始繞月飛行。但自那以來，先是發(fā)動(dòng)機(jī)故障，隨后燃料泄漏，最近又有颶風(fēng)來襲，SLS的發(fā)射不得不一次次延遲。NASA已經(jīng)表示，計(jì)劃在11月12日至27日之間進(jìn)行發(fā)射嘗試。

6.SLS和星際飛船目標(biāo)不同

從技術(shù)上講，這兩款火箭都是為將人類送上火星而設(shè)計(jì)的。但SLS首先將更多地關(guān)注月球，包括幫助人類返回月球表面，在月球軌道上建造空間站，以及在月球上建立永久人類基地。

在此過程中，星際飛船也將出力，而且馬斯克還承諾在2023年為日本億萬富翁前澤有作進(jìn)行一次環(huán)月旅行。顯然，星際飛船也可以用于太空旅游。

不過，馬斯克對(duì)星際飛船的主要愿景是登陸火星，他甚至希望在這顆紅色星球上建造城市。這聽起來有些雄心勃勃，但馬斯克對(duì)星際飛船的長(zhǎng)期目標(biāo)是，它可能會(huì)把人們送到太陽系更遠(yuǎn)的地方，包括像木星這樣的氣態(tài)巨星上。(小小)

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