太空發(fā)射系統(tǒng)（英文名：Space Launch System，縮寫：SLS），又譯為“空間發(fā)射系統(tǒng)”。是由美國航空航天局（NASA）主導(dǎo)開發(fā)的新一代超重型運(yùn)載火箭，首枚SLS為美國阿爾忒彌斯計(jì)劃的無人繞月飛行任務(wù)設(shè)計(jì)，因此被命名為“阿爾忒彌斯 1 號(hào)”（Artemis 1）。
太空發(fā)射系統(tǒng)主要為載人登月和星際探索任務(wù)研發(fā)，設(shè)計(jì)近地軌道運(yùn)載能力為95噸，按照美國NASA的分類，符合“近地軌道有效載荷大于50噸”的標(biāo)準(zhǔn)，屬于超重型運(yùn)載火箭（Super heavy-lift launch vehicle）。
NASA在研制太空發(fā)射系統(tǒng)的過程中部分采用了航天飛機(jī)的技術(shù)和零部件，其一、二級(jí)火箭的顏色類似航天飛機(jī)燃料儲(chǔ)箱、固體火箭助推器與航天飛機(jī)使用的助推器近似，SLS的4臺(tái)一級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是從航天飛機(jī)上拆卸下來的RS-25D氫氣液氧發(fā)動(dòng)機(jī)，因此可以說太空發(fā)射系統(tǒng)是一種“衍生于航天飛機(jī)的”運(yùn)載火箭。
太空發(fā)射系統(tǒng)自2011年開始研制，計(jì)劃首次發(fā)射時(shí)間不晚于2016年12月31日，然而火箭發(fā)射因各種原因被推遲了二十余次，時(shí)間長達(dá)6年，最新的發(fā)射時(shí)間被定為2022年11月16日。因多次“放鴿子”，被網(wǎng)友戲稱為“鴿子王”。
美國東部時(shí)間2022年11月16日1時(shí)47分，阿爾忒彌斯 1 號(hào)從位于佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心 (KSC) 的美國宇航局 39B 發(fā)射臺(tái)起飛。
研制背景
為了滿足航天飛機(jī)2011年退役之后美國載人航天和大質(zhì)量貨物發(fā)射需求，2010年美國國會(huì)通過美國航空航天局授權(quán)法案，要求NASA利用航天飛機(jī)和戰(zhàn)神一號(hào)火箭已有的技術(shù)、硬件和團(tuán)隊(duì)開發(fā)一款新的運(yùn)載工具，以期在2016年12月31日前將大于130噸的載荷送入近地軌道，同時(shí)能將宇航員送到近地軌道以外，以探索更遙遠(yuǎn)的深空。
2011年，NASA宣布開發(fā)太空發(fā)射系統(tǒng)和獵戶座飛船，以滿足國會(huì)授權(quán)法案規(guī)定的目標(biāo)，太空發(fā)射系統(tǒng)是一款“重型運(yùn)載火箭”，火箭的早期飛行將利用航天飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、固體火箭推進(jìn)器和其它硬件，應(yīng)能發(fā)射70~100噸有效載荷，之后運(yùn)載能力將提升到130噸；獵戶座飛船是一款多用途載人飛船（MPCV），由洛克希德·馬丁公司研發(fā)，其加壓容積達(dá)690立方英尺（19.5m3），可居住空間為316立方英尺（9m3）,能支持4名宇航員在軌生存21天，并且比航天飛機(jī)安全10倍。
系統(tǒng)組成
太空發(fā)射系統(tǒng)的前三個(gè)版本Block1、Block1B和Block2是兩級(jí)半火箭，它由芯一級(jí)液氫液氧火箭、兩枚固體火箭助推器和芯二級(jí)
氫氣液氧火箭組成。
太空發(fā)射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖注釋：
芯一級(jí)
太空發(fā)射系統(tǒng)的芯一級(jí)（核心一級(jí)）由波音公司制造。其長度為64.6米，直徑8.4米，空重約853噸，當(dāng)芯一級(jí)的200萬升液氫儲(chǔ)罐和74.2萬升液氧儲(chǔ)罐里加滿燃料后，（不計(jì)算保溫層、連接法蘭和發(fā)動(dòng)機(jī)）總重量將達(dá)到1088噸。
芯一級(jí)主要使用鋁2219制造，直徑與航天飛機(jī)燃料儲(chǔ)罐的外徑相同，其外部覆蓋著橙色的保溫泡沫，用來為內(nèi)部的低溫燃料隔熱。
芯一級(jí)安裝了4臺(tái)RS-25分級(jí)燃燒氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，這些發(fā)動(dòng)機(jī)是從退役航天飛機(jī)上拆卸下來的，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)海平面最大推力達(dá)190噸，芯一級(jí)4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在起飛階段能提供760噸的總推力，其真空推力可達(dá)930噸。航天飛機(jī)剩余的16臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)消耗完畢后，制造商洛克達(dá)因公司將用推力更強(qiáng)大的一次性發(fā)動(dòng)機(jī)RS-25E代替它。
火箭助推器
芯一級(jí)4臺(tái)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)不足以推動(dòng)2603噸的SLS離開地面，與航天飛機(jī)類似，太空發(fā)射系統(tǒng)捆綁了兩枚固體火箭助推器，助推器由諾斯羅普·格魯門公司制造。與航天飛機(jī)4段式助推器不同，SLS是5段式固體火箭，其長度達(dá)到54.1米，直徑3.7米，單個(gè)重量達(dá)725.7噸。助推器采用16%霧化鋁粉、69.8%高氯酸銨和12%聚丁二烯丙烯腈 (PBAN)等作燃料，為了克服固體燃料燃燒所產(chǎn)生的巨大內(nèi)部壓強(qiáng)，助推器的外殼由2厘米厚的D6AC高強(qiáng)度低合金鋼制成。兩個(gè)助推器共產(chǎn)生3266噸推力，約提供SLS起飛段總推力的75%。
航天飛機(jī)4段式助推器在發(fā)射時(shí)提供2404噸總推力；SLS在此基礎(chǔ)上增加一個(gè)助推器段，使得發(fā)射總推力達(dá)到3266噸。因此單個(gè)助推器增加的一個(gè)段多提供了431噸推力，當(dāng)然其發(fā)射重量也相應(yīng)增加了135.7噸。
芯二級(jí)
太空發(fā)射系統(tǒng)芯二級(jí)（上面級(jí)）火箭源自德爾塔III和德爾塔IV火箭的低溫第二級(jí)（DCSS），又稱為過渡低溫推進(jìn)段（Interim Cryogenic Propulsion Stage）或（ICPS），主要任務(wù)是將獵戶座飛船送往地月轉(zhuǎn)移軌道。與芯一級(jí)一樣，芯二級(jí)外面也覆蓋著橙色的隔熱泡沫。ICPS由波音公司和聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟共同制造，長13米，直徑5米，安裝1臺(tái)洛克達(dá)因公司RL-10氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，最大推力約11.2噸。
有效載荷
太空發(fā)射系統(tǒng)的前幾個(gè)版本都為美國航空航天局載人登月計(jì)劃設(shè)計(jì)，因此火箭的有效載荷均為獵戶座載人飛船。
逃逸塔
與獵戶座飛船相配，太空發(fā)射系統(tǒng)的載人火箭版本配置有發(fā)射中止系統(tǒng)，逃逸塔重7.4噸。當(dāng)火箭發(fā)射初段遭遇故障，逃逸塔火箭點(diǎn)火產(chǎn)生180噸推力，在3秒內(nèi)將24噸重的獵戶座飛船從0加速到800公里/小時(shí)并拖離主火箭，此時(shí)飛船內(nèi)宇航員承受的最大過載將達(dá)到11個(gè)G。
研發(fā)資金
自2011至2022財(cái)年，NASA為太空發(fā)射系統(tǒng)的研制總共撥款達(dá)238億美元（不包括獵戶座飛船的204億美元），為了配套火箭發(fā)射的地面系統(tǒng)設(shè)施(EGS)另外投入約57億美元，考慮到通脹因素，SLS的實(shí)際花費(fèi)數(shù)字更加龐大。美國航空航天局表示僅“阿爾忒彌斯 1 號(hào)”的開發(fā)成本就比最初計(jì)劃的要高出42.5%。
參考資料 >
太空發(fā)射系統(tǒng)參考指南.NASA官網(wǎng).2022-11-13
NASA launches Artemis 1 moon mission on its most powerful rocket ever.space.com.2022-11-16
Around the Moon with NASA’s First Launch of SLS with Orion.NASA官網(wǎng).2022-11-13
Is SLS worth the cost? NASA's new megarocket comes with a mega price tag.Space.com.2022-11-13
S.3729 - National Aeronautics and Space Administration Authorization Act of 2010.congress.gov.2022-11-13
Teams Conduct Check-outs, Preparations Ahead of Next Artemis I Launch Attempt.NASA官網(wǎng).2022-11-13
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NASA Announces Design For New Deep Space Exploration System.NASA官網(wǎng).2022-11-16
NASA Announces Key Decision For Next Deep Space Transportation System.NASA官網(wǎng).2022-11-16
Space Launch System Core Stage.NASA官網(wǎng).2022-11-16
NASA ready to power up the RS-25 engines for SLS.nasaspaceflight.com.2022-11-16
Space Launch System Solid Rocket Booster.NASA官網(wǎng).2022-11-16
Solid Rocket Boosters.NASA.2022-11-17
Space Launch System Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS).NASA官網(wǎng).2022-11-16
When Good Rockets Go Bad: Orion's Launch Abort System.planetary.org.2022-11-16
Human Spaceflight Program Budgets - The Planetary Society.Planetary.org.2022-11-16
The Cost of SLS and Orion.planetary.org.2022-11-16