活在航天飞机时代 美国登月火箭“过时了”?

活在航天飞机时代美国登月火箭“过时了”?上周末,美国宇航局(NASA)的登月火箭再次推迟发射,问题出在了一种被私营航天公司淘汰的燃料:液态氢。SpaceX等部分航天公司在为自己的大型火箭开发新发动机时,已经弃用液氢燃料。NASA表示,氢的重量轻,燃烧温度极高,是一种高效的推进剂,可用于火箭发射的不同阶段。但是,工程师们也指出,氢的密度极低,很容易逃脱控制,而且它需要一个巨大燃料罐来储存。美国登月火箭因液氢泄漏再次推迟发射液氢的劣势氢是宇宙中最丰富的元素,但也是最轻的元素。600乘以10的21次方(sextillion)个氢原子才能达到一克的质量。因为它是如此之小,所以氢可以挤过最小的缝隙。在环境温度和压力下,这不是一个大问题,但在超冷温度和高压下,氢气很容易从任何可用的开口中渗出。为了加满燃料箱,从地面系统引出的推进剂管线必须一直连接到助推器,直到发射的那一刻。在最后一秒,管线的末端需要“快速断开”脱离火箭。但是难点在于,为了保证从火箭上断开的安全,这些设备不能用螺栓紧紧地连接在一起,以完全阻止氢原子通过。在高压和低温条件下,密封这些连接是极其困难的。太空发射系统配备四个发动机正是液氢泄漏问题导致了NASA在上周六再次取消了“太空发射系统”(SLS)运载火箭的发射。在此之前的8月29日,NASA能够给火箭上的液氢罐加满燃料,但工程师们取消了这次发射尝试,主要是因为另一个问题:发动机无法冷却。心知肚明其实,NASA的工程师们都知道液氢作为火箭发射推进剂的好处和困难。NASA官员上周六说,工程师们现在将努力研究当天出现相对严重泄漏问题的原因。官员们已经指出了至少一个错误,包括周六发射前操作中发生的冷却过程中压力过大,但也表示现在就说这是导致泄漏的原因还为时过早。NASA月球探测项目“阿尔忒弥斯”的任务经理迈克·萨拉芬(MikeSarafin)表示,在上周六的某个时刻,液氢传输管路上出现了“意外加压”。压力大约是该机构计划水平的三倍,可能会影响到密封情况。萨拉芬说,出现问题的程序是人工控制的。“现在要确切地说这是否是造成氢气泄漏的原因还为时过早。”他表示。包括前NASA官员在内的许多航天业人士仍在努力了解火箭出现的挑战。被弃用的燃料技术如今,一些航天公司正在开发的大型火箭发动机已不再使用液氢和液氧作为推进剂。亿万富翁埃隆·马斯克(ElonMusk)在上周六晚上表示,SpaceX在设计猛禽发动机时已将推进剂从液氢换成了液态甲烷。SpaceX计划在“星际飞船”上使用数十个“猛禽”发动机。马斯克发布推文称,甲烷是“高效和易于操作的最佳组合”,而且甲烷罐更小,不需要隔绝。马斯克称SpaceX发动机已改用甲烷SpaceX的目标是使用星际飞船进行深空探索,但尚未尝试将其送入轨道。NASA已委托SpaceX开发星际飞船着陆器,在未来NASA的“阿尔忒弥斯”任务中将宇航员运送到月球表面。杰夫·贝佐斯(JeffBezos)旗下航天公司蓝色起源在其“新谢泼德”火箭的发动机上使用了液氢燃料,...PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1313169.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1313169.htm

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美登月火箭发射连续推迟 马斯克暗示应改用甲烷作为燃料

美登月火箭发射连续推迟马斯克暗示应改用甲烷作为燃料9月5日消息,当地时间周六,美国宇航局(NASA)再次决定推迟无人环绕月球任务Artemis1(“阿耳忒弥斯1号”)的发射,此前任务团队在向太空发射系统(SLS)火箭加注液氢时遭遇泄漏问题。对此,SpaceX创始人埃隆·马斯克(ElonMusk)发表了评论,甚至给出了改进意见。根据NASA的说法,泄漏发生在名为“快速断开”的八英寸长补给管道上,该管道用于将推进剂注入到SLS的核心级中。这意味着,自这款巨型月球运载火箭被推上肯尼迪航天中心的发射台以来,已经发生四次液氢泄漏事件。虽然液氢被认为是在火箭发射中更为高效的燃料,但由于氢是世界上最轻的元素,如何管理它非常困难。即使是最微小的开口也会让微小的氢原子逃逸,这也是马斯克决定让SpaceX火箭发动机改用甲烷的原因之一。马斯克在推特上写道:“猛禽发动机设计之初使用的是液氢,但后来改用了甲烷。甲烷是高效和易操作的最佳组合。”他还说,使用液氢和甲烷作为推进剂时,速度差异很小,而且甲烷需要更小的容器和更少的绝缘材料。此外,甲烷在火星上更容易产生,这对发射任务非常重要。SpaceX是首批使用液态甲烷和液氢作为火箭燃料的公司之一。马斯克希望20年后在这颗红色星球上建立能够自给自足的城市,其公司正准备使用星际飞船将人和货物运送到月球、火星和更远的地方。到目前为止,SpaceX已经开发了五款发动机,分别是Merlin、Kestrel、Draco、SuperDraco和Raptor,用于其猎鹰9号火箭、龙飞船以及星际飞船。除了甲烷,SpaceX还使用液氧和火箭级煤油(RP-1)推进剂用于猎鹰9号火箭上的梅林发动机,而星际飞船上的猛禽发动机使用甲烷和液氧的组合作为燃料。尽管加注燃料操作过程中处理和保存液氢的任务很繁琐,但由于美国国会的一项强制政策,NASA只能继续使用液氢。据悉,美国国会曾在2010年指示NASA在SLS其他硬件中使用的引擎和推进系统种类,这些系统曾经在多年前的航天飞机项目中使用过。目前,NASA允许在向火箭加注推进剂期间最多泄漏4%的液氢。然而,最近周六泄漏的液氢达到最高门槛儿的2倍多。不过,尽管有这些麻烦,液氢仍被认为是可行的推进剂选择,因为它在发射期间为火箭提供了更好的推力。SLS火箭核心级储罐的液氢容量为538606加仑,液氧容量为19000加仑。(小小)...PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1312437.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1312437.htm

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NASA在短暂延迟后成功测试SLS登月火箭的发动机

NASA在短暂延迟后成功测试SLS登月火箭的发动机"阿耳特弥斯2号"将是人类继阿波罗计划之后首次踏上月球之旅,届时将有四名宇航员搭乘猎户座飞船,绕月飞行,然后降落地球。作为新一轮认证运行的一部分,NASA对RS-25发动机进行了长达550秒的成功测试。在密西西比州斯坦尼斯航天中心测试火箭发动机的同时,美国国家航空航天局(NASA)还忙于在新奥尔良的米丘德装配设施(MichoudAssemblyFacility)将发动机安装到SLS的核心级上。事实上,在9月下旬将发动机安装到火箭上之后,NASA已经完成了巨大核心级上发动机的结构连接。与在开发过程中测试火箭的SpaceX不同,NASA首先组装火箭,然后在发射时点亮整个系统上的发动机。不过,发动机在与火箭配对之前要进行静态点火测试,这些测试模拟发射条件,以确保发动机在飞行过程中能发挥预期性能。为SLS提供动力的RS-25发动机与航天飞机上的设计相同。去年执行的首次"阿耳特弥斯"任务使用了一些已在航天飞机上飞行过的发动机。不过,未来的任务将使用经过升级的新发动机。尽管NASA尚未确认,但从从现场发回的图片上看,在斯坦尼斯中心进行的RS-25发动机测试似乎是成功的。这是因为测试达到了预定的550秒或9分10秒的持续时间。目前正在测试的发动机是为航天飞机提供动力的发动机的升级版。就推力而言,测试发动机的功率水平与其在"阿耳特弥斯"任务第一阶段的飞行情况类似。完整的SLS火箭由四个RS-25发动机和两个由固体火箭助推器驱动的侧助推器组成。RS-25使用液体推进剂,而固体助推器使用粉末燃料,其发动机在点火后不能关闭。据美国国家航空航天局称,此次试验的目标是产生418000磅的推力。像今天这样的测试是一系列验证RS-25设计和制造的测试的一部分,然后AerojetRocketdyne公司才能进行生产。对新型发动机所做的改动包括采用新的制造工艺和更轻的部件,最终降低了生产成本。RS-25大约需要500秒的时间将SLS火箭送入太空,然后中央核心与第二级火箭分离,第二级火箭进入月球任务的正确轨道。在运行过程中,工程师会持续监控发动机的运行状况及其阀门和系统,以确保一切正常,他们还对为发动机提供燃料的氢气和氧气罐进行监控。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1390635.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1390635.htm

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美国国家航空航天局为月球任务再次进行火箭发动机热火试验

美国国家航空航天局为月球任务再次进行火箭发动机热火试验热火试验中的RS-25发动机。图/美国国家航空航天局与火箭发动机静态点火一样,今天的RS-25静态点火测试中发动机的点火时间超过了飞行中的燃烧时间。在测试之前,NASA曾透露,它的目标是让RS-25运行650秒,这比它在阿耳特弥斯号发射过程中的运行时间多出两分半钟或150秒。这次测试是在11月中旬RS-25成功运行两周之后进行的,当时RS-25以其正常功率水平的113%运行了500秒。这一次,NASA延长了持续时间,同时还测试了发动机在运行过程中的自控能力。在飞行过程中,火箭发动机会围绕其中心移动,以改变飞行器的轨迹,使其处于正确的飞行轨道上。在执行"阿耳特弥斯"任务时,这条路径被设计为将"猎户座"置于NASA所称的跨月喷射区域(TLI)。由于RS-25沿用了传统的发动机设计,NASA必须将其功率提升到正常功率水平的111%才能使火箭升空。与之前的测试一样,今天的运行也超过了111%的要求,将RS-25发动机的功率提升到了113%的水平。RS-25发动机在今天早些时候的热火测试中的万向节。图/美国国家航空航天局测试成功进行了650秒,这也标志着当前认证运行中的首次万向球测试。火箭喷嘴排出的废气温度约为华氏6000度,速度为每秒14000英尺。为了冷却试验台,NASA每分钟使用多达24000加仑的水,从而产生大量蒸汽。正常试飞每分钟使用6500加仑液氧和14000加仑液氢。对于一次标准试飞来说,这相当于一次热火试验消耗55000加仑氧气和140000加仑氢气。美国国家航空航天局还必须在试运行前准备好燃料和氧化剂管路,这需要额外消耗8000加仑液氧和大约6000加仑氢气。在试运行期间,还需要通过停在附近的驳船在发动机运行时为燃料箱补充燃料。美国国家航空航天局目前准备了12台发动机,将为第二、第三和第四次"阿耳特弥斯"飞行任务提供动力,之后还需要制造新的发动机。这些发动机将使用更新的制造技术,目前的热火试验将对这些工艺进行评估,以确保在发动机为载人"阿特米斯"号发射提供动力之前,这些工艺能够达到要求。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400829.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1400829.htm

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美国航天局新一代登月火箭“太空发射系统”29日因引擎故障推迟发射。

美国航天局新一代登月火箭“太空发射系统”29日因引擎故障推迟发射。“太空发射系统”原计划搭载“猎户座”飞船于美国东部时间29日8时33分左右从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。但在原定发射时间前约40分钟,发射被叫停。美国航天局(NASA)在新闻稿中称,火箭的一个引擎排气出现问题,导致核心级底部的RS-25发动机无法达到适宜发射的温度范围,耗尽了两个小时的发射窗口。工程师们在继续收集更多数据。新闻稿还表示,“太空发射系统”和安装在火箭顶端的“猎户座”飞船保持安全稳定配置。此次发射原定于周一上午,但中间出现了许多状况。首先,肯尼迪航天中心外的雷暴天气导致加注燃料推迟了一个小时左右。随后,在加注燃料过程中,由于泄漏和压力峰值原因,曾两度停止加注燃料。然后,团队还发现核心级外面有一条霜线,怀疑存在泄漏,但最终证实只是外部泡沫的裂缝。(,,,)

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为什么氢气泄漏仍是NASA火箭发射的头疼事?

为什么氢气泄漏仍是NASA火箭发射的头疼事?美国国家航空航天局(NASA)的巨型火箭太空发射系统(SLS)用液氢和液氧混合物当燃料。这种燃料体积紧凑、燃烧效率高,但固有属性也带来了一系列不好解决的问题。业内人士表示,NASA为了取悦美国国会,不得不在SLS火箭上继续使用退役航天飞机上采用的液氢液氧推进系统。上周六,SLS的第二次发射尝试被迫取消,原因是工程师未能解决连接火箭的快速断开装置发生氢气泄漏问题。这一问题可能要将SLS火箭的最早升空时间推迟到10月份,这也意味着搭载猎户座飞船往返月球轨道的阿尔忒弥斯1号任务再次被迫推迟。资料图上周一,NASA地面团队在第一次发射尝试时修复了氢气泄漏问题,但在故障传感器错误显示发动机没有达到所需的超低温后,发射最终被取消。事实证明,上周六发生的泄漏问题控制难度要大得多,工程师们尝试修复三次都没有成功。阿尔忒弥斯项目负责人迈克·萨拉芬(MikeSarafin)在会议结束后告诉记者:“这不是一个可控制的泄漏事件。”NASA仍在评估下一步计划,但火箭必须返回航天器组装大楼,开展飞行终止系统相关的强制性安全检查。工程师们认为,周六尝试发射期间一个无意中作出的命令导致系统内压力短暂升高,意外过压影响到管道密闭性,火箭可能需要进行硬件修复,他们目前正在评估这种情况发生的可能性。早已有之的氢气泄露氢气泄露对NASA来说已经不是什么新鲜事。航天飞机发射反复无常大多是氢气泄漏问题造成的。最臭名昭著的事件是“氢气之夏”,当时地面小组花了6个多月的时间试图找到氢气泄漏的根源,这一问题导致航天飞机在1990年全年停飞。SLS火箭在很大程度上是模仿航天飞机的推进系统,包括使用液氢推进剂,所以肯定会存在与氢气有关的问题。但NASA别无选择。芝加哥大学太空历史学家乔丹·比姆(JordanBimm)说,NASA坚持在SLS火箭上使用液氢做推进剂并不是出于技术方面的原因。比姆说:“自1958年NASA成立以来,一直在利用遍布美国各地的承包商维系美国国会对太空探索的政策支持和资金支持。”“第一个使用液氢的系统是上世纪50年代和60年代开发的半人马座火箭。2010年,美国国会在资助NASA的授权法案中,明确要求NASA在新一代发射系统中使用现有的航天飞机技术。”他补充说:“这个决定是为了在关键选区维系NASA承包商的饭碗,让他们从美国国会对NASA的资助和支持中获益。”但这一决定也意味着虽然航天飞机即将退役,但搭载的RS-25发动机以及所使用的液氢液氧燃料要挪给SLS火箭用。NASA总共从退役的航天飞机上收集到16台发动机,其中4台安装到了目前仍杵在佛罗里达州肯尼迪航天中心发射台的SLS火箭上。比姆透露,NASA“必须经常优先考虑如何获得美国国会的支持,从而维持太空探索计划。”他说,“RS-25发动机的持续使用”是一个典型例子,说明“在美国像燃料选择这种事情都可以政治化,而那些最直接、最理想的解决方案往往不可行。”最终,NASA没有为SLS火箭选择像甲烷或煤油等推进剂,而是选择...PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1313389.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1313389.htm

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NASA登月计划再推迟!这次火箭发动机和主燃料箱都拉胯了

NASA登月计划再推迟!这次火箭发动机和主燃料箱都拉胯了NASA的重启登月计划原定于北京时间昨晚8点开始。不过这项推迟过多次的任务,又失败了。原因是一个引擎被检查出问题,火箭发射不得不再度推迟。在全球观众(在现场或通过社交媒体)的注视下,到了原定的发射时间,火箭却没有动静。一分钟后,阿尔忒弥斯(Artemis)计划被宣布暂时取消。据《华盛顿邮报》消息,由于发射当地(佛罗里达州肯尼迪航天中心)附近有雷暴,加油工作已经晚了近一个小时。好不容易等到胜利在望之际,本次任务的主角之一,SLS(SpaceLaunchSystem)火箭这边又出了问题:火箭底部的4个核心级RS-25发动机之一,准确来说是3号发动机,未能达到升空所需的合适温度范围。3号发动机的一根液态氢管没有充分冷却,而这是点火前的必须步骤之一。否则温度非常低的推进剂将会使发动机突然收缩,进而导致其金属部件龟裂。这个问题若不及时解决的话,极可能造成严重后果。1986年,挑战者号就由于一个火箭橡胶密封圈失效而最终发生爆炸,7名宇航员因此牺牲。值得庆幸的是,据NASA官方报告,SLS火箭整体仍处于稳定、安全的状态。事实上,SLS火箭的这次发射,也算是其发动机冷却性能真正的第一次测试。虽然在今年早些时候,NASA团队也通过程序模拟测试了发动机性能,但当时其冷却功能并没有得到有效测试。因为发动机冷却一般在火箭发射前4分40秒开始进行,而测试过程由于技术问题被缩短了。对于SLS火箭发动机被查出故障一事,NASA的Artemis任务经理麦克·萨拉芬(MikeSarafin)指出:更棘手的是,当工程师们在发射台上试图解决冷却问题时,又发现了一处氢气泄漏,这个泄漏涉及火箭上更高的一个通风阀。此外,工程师在进一步排查工作中还发现了装载火箭的4个主引擎的橙色大箱子上的出现了裂缝,使得艰难的火箭检修工作雪上加霜。近期只剩两次机会,错过将再推迟。之所以这样紧赶慢赶,是因为适合SLS这种复杂火箭的发射时机非常有限,受到很多因素制约。NASA指出,即使没有技术上的障碍,雷暴等天气也会阻止火箭升空。据悉,此前SLS发射就已推迟了至少16次,昨天又给这个数字加了个1。来自:雷锋频道:@kejiqu群组:@kejiquchat投稿:@kejiqubot

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