美國宇航局(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：

　　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)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 臺猛禽發(fā)動機(jī)提供動力，SLS 核心級使用四個(gè) RS-25 發(fā)動機(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 號火箭、獵鷹 9 號火箭、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 由核心級和臨時(shí)低溫推進(jìn)級提供動力，核心級的兩側(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)，核心級儲存了約 200 萬升的過冷液氫和液氧，為 RS-25 發(fā)動機(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)，它會重新翻轉(zhuǎn)為垂直姿態(tài)，然后啟動猛禽發(fā)動機(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 米長的歐洲服務(wù)艙(ESM)相連，后者為其提供空氣、水、電力和動力。

　　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印?/p>

　　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。對于往返火星的長途旅行(單程可能需要長達(dá) 9 個(gè)月)，馬斯克希望在靠近上級前部的有效載荷區(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。

　　5. SLS 和星際飛船發(fā)射

　　星際飛船預(yù)計(jì)將從美國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 對其得克薩斯州發(fā)射場進(jìn)行環(huán)境評估后，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，但馬斯克對星際飛船的長期目標(biāo)是，它可能會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。
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