近日,美國諾斯洛普·格魯曼公司在猶他州普羅蒙特里基地進行了一項重大試驗,測試了名為“助推器換代和壽命延長”(BOLE)的固體火箭助推器的“演示發(fā)動機-1”。此次試驗是人類歷史上規(guī)模第二大的固體火箭點火實驗,原計劃持續(xù)140秒,旨在評估BOLE助推器的性能。
BOLE助推器被設計為“太空發(fā)射系統(tǒng)”(SLS)的下一代助推器,將替代現有的5.5段式“五段重復使用固體火箭”(RSRMV)。RSRMV源自航天飛機的“重復使用固體火箭”(RSRM),采用老舊的鋼制殼體和TP-H1148型固體推進劑。相比之下,BOLE采用了先進的T1100碳纖維殼體和端羥基聚丁二烯固體推進劑,預計能顯著提升推力和效率。
試驗中,諾斯洛普·格魯曼公司在BOLE助推器上設置了763個測點,并安裝了二氧化碳熄火系統(tǒng)以確保安全。然而,在點火后約101秒,天頂面喉部下側首先出現燒穿,隨后在110秒時噴管破裂并飛出,但發(fā)動機繼續(xù)燃燒直至固體推進劑燃盡。這一異常現象引發(fā)了業(yè)界的廣泛關注。
據諾斯洛普·格魯曼公司推進系統(tǒng)副總裁吉姆·卡爾貝勒介紹,盡管發(fā)動機在嚴苛的燃燒環(huán)境下表現良好,但在燃燒即將結束時觀察到了異常。作為一種全新設計,BOLE助推器是迄今為止建造的最大分段式固體火箭助推器,此次測試提供了寶貴的數據,有助于未來的設計改進。
值得注意的是,這并非諾斯洛普·格魯曼公司固體火箭發(fā)動機首次出現異常。早在2019年,該公司為OmegA運載火箭研制的Castor-600固體火箭發(fā)動機在地面試驗中也出現了噴管破裂的現象。當時的原因在于地面試驗與實際飛行環(huán)境的不同,導致噴管在關機時因外部大氣壓力而破裂。盡管在實際飛行中這一問題并不嚴重,但諾格還是根據情況進行了改進。
BOLE助推器的開發(fā)進程并未因此次異常而停滯。該助推器旨在提升SLS的運載能力,以滿足未來深空探索的需求。然而,美國重返月球的計劃似乎并不急于采用BOLE。由于SLS的產量有限,波音公司每兩年才能交付一枚,因此執(zhí)行“阿爾忒彌斯-4”任務的首枚Block 1B型火箭要等到2028年以后。目前,第二次“阿爾忒彌斯-2”載人繞月任務正按計劃進行,瞄準2026年2月發(fā)射。
與此同時,太空探索技術公司的“星船-超重”超重型運載火箭也遭遇了重大挫折。6月18日,在博卡奇卡的“星城”研發(fā)基地,準備進行靜態(tài)點火的“星船”36號飛船突然發(fā)生爆炸,摧毀了飛船并引發(fā)大火。此次爆炸不僅摧毀了36號飛船,還破壞了部分試驗場的地面設施,成為“星船-超重”研發(fā)史上最大規(guī)模的一次地面事故。
“星船”飛船原計劃作為支持“阿爾忒彌斯-3”任務的HLS載人月球著陸器的基礎和關鍵部分。此次爆炸無疑給美國重返月球的計劃蒙上了一層陰影。盡管太空探索技術公司正在積極搶修試驗場并計劃進行后續(xù)試驗,但“星船”v2版本的開發(fā)已經多次推遲,并遭遇了多次失敗。
業(yè)內人士指出,美國登月的短板可能已經從SLS轉移到了“星船-超重”。鑒于“阿爾忒彌斯-3”登月任務安排在2027年,在此之前需要驗證多項關鍵技術,包括在軌滑行、著陸、在軌加注、快速復用等。如果“星船-超重”再出現任何問題,將對美國重返月球的計劃造成重大影響。