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美国宇航局计划的“猎户座多功能人员载具”构想图,图中显示了未来宇航员的可能目的地:月球、小行星和火星

 

新一代重型火箭设计方案

  为了进一步探索太阳系,将人类的脚步留在月球或者是小行星甚至是火星,美国宇航局(NASA)在9月14日正式公布了美国新一代重型运载火箭的设计方案。这一方案将成为未来几年内人类太空飞行计划的支柱。
 
  该重型运载火箭将成为摆脱地球引力的最强有力工具。
 
  美国宇航局局长小查尔斯·博尔登(Charles F.Bloden Jr.)在华盛顿的一次新闻发布会上说:“我们正寄希望于能够在太空生活以及工作的新兴技术,并且这也为拜访小行星以及火星创造条件。”
 
  这个超级火箭方案被叫做太空发射系统,它将励精图治实现NASA的宏伟目标和远大理想。但是随着力图控制联邦财政的预算缩减,该方案也反映了近期远大抱负的犹豫不决。就在两年前,NASA甚至希望建造一个更大的能够将宇航员重返月球并在月球建立前哨基地的运载火箭。随着有限的资金,该项目的步伐将会比20世纪60年代阿波罗鼎盛时期还要慢。
 
  NASA载人探测的副局长威廉·戈斯坦迈尔(William H.Gerstenmaier)声称,宇航局每年将注入30亿美元来研发该项目,预计未来6年内将耗资180亿美元。
 
  这样才足以将火箭的运载能力提升至70吨;而目前使用的最大无人火箭的运载能力仅是它的三分之一。预计在2017年进行首次无人火箭发射试验。
 
  设计研发的更大版本很可能将火箭推力变得更强,运载能力足以达到130吨。(将阿波罗送往月球的土星V型火箭可能将运载能力提升120吨。)
 
  与前一个项目――星座计划(该计划设定了一个非常具体的目标:直到2020年重返月球)――不同,美国宇航局还没有设定这种新型火箭的最终目的地或者最后期限。
 
  “我们概念性地讨论了多种目标,”戈斯坦迈尔先生说。“我们提出了2025年登陆小行星。我们还讨论了登陆火星将作为终极目标。”
 
  更多的详情将于明年被公布。戈斯坦迈尔说:“随着运载能力的实现,我们能够做一些颇具刺激的任务。”
 

国会与白宫的分歧与妥协

  面对国会和白宫之间关于未来航天计划的僵持局面,美国宇航局的国会支持者们十分赞赏这一公告,并认为这可以解决国会和白宫之间的僵局。2010年2月,奥巴马政府在太空探测方面提出了一项有争议的计划,那就是取消星座计划并在5年的时间里都没有提出具体的替代方案。
 
  但是奥巴马政府迫于国会的压力,首次重提星座计划,并且现在提出了看起来如同缩小版星座计划的重型运载火箭设计方案。
 
  “这一直是我们翘首以待的一天,”德克萨斯州共和党参议员凯·贝莉·哈奇森(Kay Bailey Hutchison)说,“当然,我们更希望它能到来得更早一些。”
 
  去年,国会通过了一份宇航局的发展蓝图,要求宇航局研发像9月13日公布的火箭,蓝图经奥巴马总统批准实施。然而遗憾的是美国宇航局错过了宣布计划实施方法的最后期限。
 
  由于失望,在参议院商务、科学和运输委员会中担任要职的哈奇森甚至向宇航局发出通牒要求其提供相关信息。
 

新的太空发射系统设计构想图

 

  重型火箭计划法案的公布对于哈奇森女士以及佛罗里达民主党参议员比尔·尼尔森(Bill Nelson)而言是一次胜利。尼尔森是商业委员会的科学与空间下设委员会主任。
 
  得克萨斯州是美国宇航局的任务控制中心,而佛罗里达州则是火箭的发射中心。两个地方的参议员在撰写宇航局这份蓝图以及概述火箭研发的许多细节上起着至关重要的作用。这使得一些评论家将这个太空发射系统讽刺成“参议院”发射系统。
 
  这一公告发表在美国国会而不是宇航局总部,在新闻发布会上首先由参议员尼尔森宣讲了5分钟,主要描述该火箭的特点以及运载能力。
 
  博尔登上将说,对他来说“自己仅是宇航局的管理者,而不是专家”。并且他把技术上的疑问推迟到戈斯坦迈尔随后召开的电话新闻发布会上来予以回答。
 
  评论家们注意到宇航局之前已经公布了雄心勃勃的火箭计划,结果却是由于成本的不断升级以及进度安排的滞后而被取消。
 
  “是的,未来将会出现预算的削减,”太空政策顾问詹姆斯·曼西(James Muncy)说,“是的,这种预算削减将会不断延伸。随之,问题就会出现。最终,一切将陷入僵局。”
 
  在2005年公布的星座计划花费了100亿美元并在该计划被取消之前只发射了一艘原型火箭。
 
  前宇航员约翰·斯菲尔德(John Grunsfeld)说:“对于NASA而言唯一好的事情就是终于先前迈步了,并且还保证了就业岗位。这也意味着在未来两年里我们将再一次进行此方面的讨论。”斯菲尔德曾经搭乘几架航天飞机来对哈勃空间望远镜进行维修,而现在他是空间望远镜研究所的代理所长。
 

控制成本与快速发展

  为了快速发展以及控制成本,该设计主要着眼于刚刚退役的航天飞机以及被取消的星座计划的星星点点。第一个阶段是加大航天飞机的燃料箱,并且它将使用同这些已退役的航天飞机一样的火箭引擎。对于起初的试验飞行,源自退役航天飞机的两个固体火箭推进器将提供附加推力。
 
  NASA也提出了一个有竞争力的方案:设计更强劲的推进器,为了设计更强大的火箭,每个推进器将会提供390万磅到500万磅的推力。
 
  而在试验飞行之后的计划将依赖于未来的财政预算。计划于2017年发射的火箭是单级火箭。NASA内部文件暗示:如果宇航局的财政预算仍然持平的话,例如从2012年到2025年需要410亿美元,那么宇航局不会就第二阶段开展任何相关工作。要知道第二阶段需要在2017年以后提高火箭的运载能力并在2021年实现首次载人飞行。
 
  随后的发射可能每年或每两年一次,并且火箭的最终运载能力将达到130吨,这决不是20年的努力能够实现的。
 
  这就需要更多的资金,或许在未来的14年里需要注入的资金高达620亿美元。如果有资金的保证,宇航局估计首次载人飞行很可能会提前三年并且130吨的重型运载火箭很可能在2021年前使用。它可能一年要承担两次飞行任务并且仍然足以开展研发探测小行星任务的必备部件,诸如一个深空栖息地――本质上它是宇航员在长期太空旅行中的起居所。
 
  参议员哈奇森说,现在对于这个空间探测计划有来自奥巴马政府以及国会两党的广泛支持。
 
  她说甚至在共和党中较为关注的预算削减中,“他们都不会砍掉美国宇航局的核心任务,因为他们把这个计划看成是美国精神的一部分,主要是美国经济以及国家安全的一部分。”
 
 

资料来源 The New York Times

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