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SLS的兄弟们——航天飞机衍生火箭

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阿波罗计划后,NASA意识到他们需要一种比土星系列火箭廉价的太空运输系统。经过分析土星系列火箭后NASA发现,火箭发动机的成本占据了火箭发射费用的最大头。于是可以回收主发动机和轨道机动发动机(相当于上面级)的航天飞机就此诞生。
航天飞机成熟后NASA也发现了一个尴尬的问题,即航天飞机使美帝丧失了运输重型载荷和深空载人的能力。NASA需要一种相对廉价的方式来完成这些目标,一些基于航天飞机的衍生火箭系统就诞生了。



波音的航天飞机C可谓是先行者,该方案在80年代末提出后进行了一系列论证。这个方案就是用一次性的货舱来替代航天飞机,发动机使用快到寿命的RS-25可以达到省钱的目的。不同载荷要求的差异还可以在2~3台RS-25之间选择LEO运力范围50~100吨,货舱可以携带一个上面级实现深空运输。
但是这一方案也有其逻辑缺陷。当时并没有足够多的老旧RS-25提供给航天飞机C使用,如果使用新发动机又会大幅提升价格。


几年后为了满足火星计划一款以航天飞机为基础的火箭提出——NLS 国家发射系统。该火箭使用STS相同的固推和主发RS-25。芯一级燃料箱也是相同的8.4米直径,可在同一生产线生产。

NLS的系列里还出现了一款套娃发动机的构型。在飞行过程中可以抛弃4台发动机。为了进一步降低价格,4台主发动机还会使用充气热盾载入回收。
然鹅由于这个衍生自“火星——90天研究计划”被元老院否决以及SSTO概念的兴起。NLS也没有了下文。
新千年后,由于以X-33为代表的SSTO难产以及哥伦比亚号事故。元老院意识到必须要找到航天飞机的替代品了。
Ares计划就此上马

该计划的火箭分为两个大构型 Ares I 和 Ares V
Ares I 的LEO:25~30吨 可以执行ISS乘员任务
Ares V 10米芯级 6发构型的LEO可达180吨
但是Ares也遭遇了难产。09年GAO对该计划进行了审核,发现Ares I 和Ares V 的项目进展十分堪忧。
Ares I 面临非常严重的结构共振问题,Ares V则无法解决 RS-68 的烧蚀喷口会在固推巨大热力的影响下烧蚀加速问题。更要命的是由于RS-68的比冲过低Ares V 无法一级半入轨(反而SLS可以芯一级半入轨),就难以达到设计运力。

GAO还预测在即便该项目进展顺利 Ares I 的首次载人空间站任务也将在2020年进行。
在GAO的鞭挞下,Ares 计划被砍。
2011年由于航天飞机正式退役以及在元老院的强烈要求下,SLS诞生了。
值得一提的是NASA于Ares计划同时期开展的商业运输计划在2011年已经有了长足发展,空叉已经完成了首次货运演示任务。GAO审查后发现美帝的商业航天公司发展远超预计,甚至可以进行商业载人任务。
最终NASA与元老院妥协。高轨载荷交给SLS和猎户座,低轨载荷包括乘员运输由商业乘员计划进行。
巧合的是作为接替Ares I的商业乘员计划 第一次载人空间站任务也是在2020年。
至于SLS...
JB局长今天宣布 加注彩排完成,Hot fire最早于本月17号进行。

或许今年末这项长达30余年历经无数被砍又回魂的“衍生计划”终将修得正果,NASA终于在近50年的波折后恢复深空载人能力。
虽然历经坎坷续现在的“衍生计划”和今天这个时代的主流有点格格不入
但不管怎么说,祝她好运吧!


1楼2021-01-06 16:03回复
    合众国长子这两年真是多灾多难......


    IP属地:浙江来自iPhone客户端2楼2021-01-06 16:12
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      作为Ares I 诈尸的OmegA 也在2020诈尸失败


      3楼2021-01-06 17:33
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        波音再出差错,Shotwell 的巴掌就招呼到波音脸上了。前天在被问及starship是否2021年入轨时,空叉的Shotwell表示:"We don't do it to embarrass people, but we certainly are happy to provide examples on how industries and companies can do better," Shotwell said. "We're not here to be negative—we're here to provide some objective evidence and some truths that you can do better in this industry, and this industry deserves to be better."


        IP属地:上海4楼2021-01-06 21:19
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