太空发射系统：离月球更近一步—

由柏拉图重新发布

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随着 Artemis I 的成功发射和第二枚 SLS 火箭的接近完成，航空航天专家与下一代接洽，向他们保证这只是通往深空的漫长而令人兴奋的高速公路的开始。

波音公司的太空发射系统 (SLS) 推进工程师 Amanda Swanson 每天都会带着她的哈士奇犬 Riley 到她位于奥兰多的公寓外的狗狗公园，那里距离肯尼迪航天中心约 45 分钟路程。她经常遇到一个留着刘海、戴着眼镜、早熟的五年级学生，她喜欢和斯旺森谈论她对数学和科学的热爱。 XNUMX 月，在阿耳emi弥斯一号 (Artemis I) 首次发射尝试前不久，女孩找到斯旺森 (Swanson) 说：“你知道吗，有史以来最强大的火箭将在几天后发射？它叫做 Artemis，它最终将把第一位女性带到月球！”

当斯旺森最近讲述这个故事时，她仍然在 16 月 XNUMX 日从肯尼迪航天中心的阿耳emi弥斯发射中骑得很高，并且像五年级学生一样兴奋。她说她告诉她的年轻朋友，她曾致力于建造那枚火箭，并在她的手机上展示了她的照片，这让女孩很高兴。 “向年轻一代展示这是可能的真的很酷，”斯旺森说。 “我告诉她，‘继续追求你的梦想。我们要去月球，然后希望去火星。你可以参与其中。'”

自从 50 多年前宇航员最后一次踏上月球表面以来，人类一直梦想着重返月球、在那里建立基地并进行更远的旅行。随着 Artemis I（世界上最强大的火箭 SLS 上无人驾驶的猎户座飞船）XNUMX 月的发射，美国向深空探索成为现实的那一天迈出了重要的一步。

波音公司副总裁兼 SLS 项目经理约翰·香农说：“阿尔忒弥斯一号任务取得了令人激动的成功，全世界的人们都看到了火箭的能力。”项目在他 7 岁时结束。 “但同样令我兴奋的是，这不是一次性任务。它正在建立一个工厂、团队和供应链，能够一次又一次地取得成功。”

阿尔忒弥斯一代

希腊神话中的月亮女神阿尔忒弥斯以阿波罗的双胞胎姐妹的名字命名，是一系列深空任务，将为我们前往月球表面铺平道路——并远远超过它。这些任务将使第一位女性和第一位有色人种登上月球，这比 NASA 国际空间站在近地轨道上的位置要远近 1,000 倍。 Artemis 将在月球上和月球周围建立第一个长期的人类机器人驻地：Artemis 大本营，由一个现代化的月球舱、一个漫游者和一个移动房屋组成； Gateway，一艘支持月球科学和探索的宇宙飞船。最终，Artemis 将把第一批宇航员送往 140 亿英里外的火星。在未来几十年将这些任务变为现实所需的奉献精神、辛勤工作、热情和兴奋在很大程度上落在了各行各业的年轻爱好者的肩上。当然，他们被昵称为阿尔忒弥斯一代。

“阿波罗计划是对前几代人的定义，”斯旺森说，她的童年就是仰望星空。 “成为 Artemis 的一部分，它将定义未来几代人，这令人非常兴奋。”

作为一名小学生，斯旺森获得了她的女童子军天文学徽章，并写了一封信给美国宇航局，解释她为什么会成为完美的宇航员。在高中时，她带领一个团队为 NASA 的 Great Moonbuggy Race 设计和建造了一辆人力月球车。在大学里，她遇到了一位波音工程师，后者向她介绍了 SLS——此后她的道路变得清晰起来。

在波音公司的过去五年里，她从一名设计工程师转变为生产任务负责人，再到发射团队支持。当她跟随核心舞台车辆从阿拉巴马州到路易斯安那州再到密西西比州再到佛罗里达州时，她从会议室里唯一的女性变成了这些会议室中的大多数人——这让她更加期待成为后代的榜样.

“我希望看到这种趋势在未来继续下去，因为我们为年轻女孩树立了榜样，她们可以做任何她们想做的事情，”她说。 “代表性对年轻人很重要，这就是为什么阿尔忒弥斯使命的信息如此重要。你永远不知道什么时候你会成为下一个凯瑟琳约翰逊或莎莉莱德来激励下一代。”

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25 月的 Artemis 发射充满了最高级的东西：猎户座坐在世界上最强大的火箭上；在其为期 XNUMX 天的绕月和返回任务中，它飞得比任何为人类建造的航天器飞得更远；它在太空中停留的时间比任何人类航天器都长，而且没有与空间站对接；它回家的速度比它的任何前辈都快，遇到的温度也更高。

但对于那些在凌晨 1 点 47 分现场观看过它的人来说，最持久的画面是这辆超重型运载工具——它有 212 英尺长的核心级和巨大的橙色火焰——瞬间把黑夜变成了白昼。在数英里外，观众们用眼睛遮住刺眼的光线，并感到胸口在颤抖。他们欢呼、鼓掌、拥抱、哭泣。即使对于发射老兵来说，这一刻也充满了情感。

“让我印象深刻的是它是多么明亮和强大，”波音公司 Artemis II（第一次载人飞行）的推进集成和测试负责人 Wes Adams 说。 “我们知道土星五号冲出塔楼的经典镜头，”他谈到美国宇航局 50 年前为人类太空旅行建造的最后一枚探索级火箭时说。 “但是亲眼看到这一切发生——并感受到它。这与我以前经历过的任何事情都不一样。”

负责解决核心阶段 1 不合格问题的波音联络工程师莎拉·哈登 (Sarah Harden) 说：“我激动不已。”她在几英里外观看了发射，并表示尽管经常看到发射，但这次感觉很不一样。 “经过这么多年的辛勤工作、加班、周末和持续改进，我们才走到今天的位置。能够以最史诗般的方式看到回报，如此多的部分一起工作，真是令人难以置信。而且一切顺利。”

哈登从小就想成为明尼苏达州太空计划的一员，在目睹了 1986 年挑战者号航天飞机爆炸的悲剧后，她的决心才更加坚定。在我有生之年看到月球上的长期存在特别兴奋，”她说。 “发射不仅仅是我们的项目。通过我们在月球和火星上开展的研究和进步，我们将能够改善地球上所有人的生活。这真的是为了全人类。”

波音公司 SLS 和科学任务理事会的业务发展负责人克里斯蒂娜·拉莫斯 (Kristine Ramos) 表示，她对 SLS 的潜力感到无限惊讶——她怀疑公众尚未完全意识到这一点。

由 SLS 核心级和 ICPS（临时低温推进级）的设计、开发、测试和生产的主要承包商波音公司建造，火箭变体系列将世代飞向深空目的地，演变成越来越强大的配置。例如，第四次 Artemis 任务将搭载更强大的探索上级 (EUS) 而不是 ICPS。这种额外的动力将使 SLS 在单次发射中提升超过地球轨道 42 吨的能力。这是一个强大的范围，没有其他火箭甚至计划在没有沿途大量加油的情况下与之匹敌。

SLS 储存低温液态氢、液态氧和所有为该级的四个 R-25 发动机提供动力的系统，以及控制火箭飞行所需的飞行计算机和航空电子设备。未来的飞行器将能够在一次发射中携带猎户座载人飞船以及用于支持在月球、火星和其他深空目的地持续存在所需的探索系统的大型货物。这些任务将比以前更快地到达目的地，并将为需要载人航天器和重型货物的任务开辟新的轨道和轨迹，包括巨大的、完全组装的基础设施，如轨道飞行器、着陆器和漫游车。

“我们甚至还没有对 SLS 进行初步了解，”最近庆祝在波音公司工作十年的拉莫斯说。 “一旦我们看到这辆车的能力，我们还能去哪里？” 她希望观看发射的所有专业背景的人都能受到启发——当然是工程师，还有那些在食品、纺织、法律、医学和其他领域工作的人，他们有一天会从我们在深空学到的知识中受益。

拉莫斯说，现在的关键是向其他公司、其他国家和学术界宣传，解释为什么 Artemis 重要且可持续。 “既然我们已经推出，我认为我们需要对公众进行教育，”拉莫斯说。 “看看我们能用这枚火箭做什么！看看你的一生会发生什么！我们给了你第一枚火箭；现在我们需要任务。我们在等着其他人赶上来！”

许多社区都在寻找一种重型运载工具来实现一系列新的任务机会，包括运送着陆器探索木星的卫星欧罗巴；采样土星卫星土卫二的间歇泉；探索土星卫星土卫六的液态碳氢化合物湖；使用大口径天基望远镜寻找宜居行星；并启动太阳能发电厂。 SLS 还可以支持行星防御任务，例如重定向威胁地球的小行星以及更广泛的太阳物理学、星际空间和宇宙起源研究。对于所有这些任务以及更多任务，SLS 充当其他合作伙伴的定位点。

“这些社区都希望将科学任务放在火箭上，他们需要 SLS 的支持，”拉莫斯说。她指出，SLS 不仅可以将非常大的探测器带离地球，而且可以使它们移动得如此之快，以至于它们可以在传统火箭的一小部分时间内到达目的地；六年的木星之旅变成了两年半，这意味着航天器到达那里的速度更快，返回数据的时间也提前了几年。

当航海者号于 1970 年代发射升空时，它花了 30 多年的时间才到达星际空间——这是人造物体第一次这样做。 “有时这不是首席调查员的一生，”拉莫斯说。 “有了 SLS，我们将能够在 13 或 14 年内到达那里。我们在那段时间从其他星球学到的东西可以改变我们的生活。”

完成艰难的事情——作为一个公司，作为一个国家

2020 月的发射标志着十年开发、工程、生产和制造的高潮。那十年还包括挫折，例如全球大流行病、飓风、技术问题、供应链延误和转移到不同的生产地点。仅在 XNUMX 年，新奥尔良的 Michoud Assembly Facility 就经历了六次重大天气事件。然而，到 XNUMX 月的发射日，美国宇航局和波音公司已经完成了数百万次飞行软件模拟测试——最初计划的全部测试。

“我们的团队总是提出新的想法，并从整个波音公司以及我们的供应链中吸取新的观点，”香农说。 “创新是我们战胜技术和进度挑战的方式。” 他说，当人们问他是否对发布会上的一切完美运行感到惊讶时，他的回答总是一样的：“如果有人能看到我们 SLS 测试计划中的工程严谨性，那么毫无疑问这是行不通的完全按照设计，”他说。 “我们对性能感到兴奋，但并不感到惊讶。”

既然波音公司知道其火箭设计是可靠的，SLS 团队正在将注意力转回到未来 Artemis 任务的生产和组装活动上，实施关于工厂设置、工具和流程的经验教训。

“第一次制造车辆时，我们面临很多挑战，”斯旺森说。 “一个组件在纸面上看起来很完美，但随后您必须现场解决问题，提出解决方案来解决不同的问题，进行调整和调整，然后才能看到结果。” 她说她从第一个任务中学到了很多关于构建流程和如何简化的知识。 “看到这一切在未来的任务中迅速结合在一起将会令人兴奋，因为我们的发射节奏会更频繁。”

波音公司已经开始通过从供应商处批量采购来简化流程并降低成本。例如，一开始，工人们在组装过程中在一些大梁上钻孔。亚当斯说，他在 2017 年大学毕业后加入了推进团队，小时候受到宇航员罗伯特·柯比姆的启发。 Adams 说，改变他们已经到达现场的这些结构部件的钻孔，已经节省了几个月的时间。

在某些情况下，试射通知波音公司他们可以进行一些调整并减少未来车辆的冗余。例如，工程师在 Artemis I 中加入了大量的加热器，以保护组件免受低温环境的影响，Shannon 解释说，他们后来意识到其中一些加热器是不需要的。删除其中一些将有助于削减总体成本。

随着 SLS 计划从火箭开发工作过渡到运营，波音还与 NASA 合作，以提高效率并优化拥有 70 年历史的 Michoud 的空间，将部分组件转移到肯尼迪航天中心。在斯旺森的监督下，这一转变使 Michoud 的工作人员能够开始建造第一个 EUS，这是一个强大的上级，拥有巨大的推进剂罐和四个发动机，可以加速远超地球的有效载荷。

所有主要的核心级结构将继续在 Michoud（建造土星 V 级的地方）使用最先进的制造设备制造，包括世界上同类产品中最大的摩擦搅拌焊接工具。从 Artemis III 开始，这些核心阶段将被运送到肯尼迪的车辆装配大楼进行最终的发动机组装和集成。迄今为止，Artemis II 五个主要核心阶段部件中的四个已经加入，团队将很快连接引擎以完成 Michoud 阶段，然后于 2023 年交付给肯尼迪。核心阶段 3、4 和 5 处于不同阶段Core Stage 6 的建造和部件已经交付。

就像几十年前的阿波罗计划一样，Artemis 将汇集航空航天业的参与者。 SLS 源自超过 1,100 个州的 45 家承包商之间的合作，该团队由具有数十年实践经验的航天飞机老手和精通 3D 打印和 CAD 建模的航空航天新手组成。

香农说，许多参与航天飞机计划的公司已经重新加入太空系统供应链，在更新认证并重新建立自己的人才和供应链时使整个行业受益。

“美国的小企业实际上是在提供 NASA 太空系统的具体细节，”香农说。 “通过带头，NASA 提供了重建具有竞争力的航天工业所需的稳定性。这是对美国制造业最好的投资之一。”

香农说，航天工业在历史上也是将来自不同背景和两党的美国人团结在一起的工业。

“Artemis 正在做的任何事情都没有政治角度，”他说。 “它带来了团结和自豪感，我们仍然有能力作为一个国家做艰巨的事情。”

今天，这项艰苦的工作意味着在月球周围建造门户空间站。

“这是一长串太空探索的第一个环节，”香农说。这些天，当他晚上在外面散步时，他看月亮的眼光就不同了。 “我知道现在有一艘载人航天器可以让我们到达那里，”他说。 “两年后，我们将有一组人在它周围的轨道上运行。我从事太空业务已经 35 年了，它仍然让我印象深刻。”

在阿耳emi弥斯一号发射几天后，当猎户座传回令人惊叹的照片，显示地球和月球一起悬挂在黑暗的太空中时，香农与他 16 岁的女儿分享了这些照片。

“她被震撼了，”香农说。他告诉她，这只是第一步，总有一天她和她的兄弟姐妹会有机会在月球上行走。 “让一个 16 岁的孩子了解我们在太空中所处的位置，了解这个星球是多么的渺小和脆弱——你真的做了一些事情。”