NASA升級強大的SLS火箭發動機並為下一個太空探索時代重新開始生產
隨著NASA為首次載人登月任務做準備,該機構的推進和測試團隊正在將目光投向未來的太空發射系統(SLS)升空,並努力改進世界上最強大和最可靠的火箭發動機之一,以便從Artemis V開始執行任務。
在密西西比州聖路易斯灣附近的美國宇航局斯坦尼斯航天中心,NASA正在對重新設計的RS-25發動機進行一系列的熱火認證測試,以支持在目前的發動機庫存耗儘後為未來的SLS飛行生產更多的發動機。
RS-25最初是為航天飛機設計的,由於其高性能和超過100萬秒的地面測試和飛行時間的可靠性,被選擇為SLS火箭的動力。
NASA於3月21日成功地對RS-25認證發動機進行了10分鐘的熱火,超過了SLS任務所需的功率水平和持續時間,確保了發動機的安全和性能能力。資料來源:NASA/Stennis
“RS-25仍然是世界上最高效、最強大、經過測試和飛行驗證的第一級發動機之一,”SLS液體發動機經理Johnny Heflin說。”當我們決定重新啟動發動機生產時,我們從航天飛機過渡到SLS的主要目標是使其價格至少提高30%,同時將運行推力從109%提高到111%。我們需要為阿特米斯任務重新設計RS-25,同時保留基本設計和性能”。
四台RS-25發動機為每個SLS核心級提供動力,在8分鐘爬升到軌道的過程中產生超過200萬磅的綜合推力。在航天飛機計劃結束時,NASA和RS-25的主要承包商Aerojet Rocketdyne手裡還有16台剩餘的發動機。從2015年開始,在一對航天飛機時代的地面測試發動機上進行了一系列的熱火測試,發動機團隊通過增加發動機噴嘴絕緣層和開發一個新的控制器來取代過時的航天飛機發動機控制器,使現有的航天飛機庫存適應SLS火箭初始深空任務的獨特操作要求。
美國宇航局的RS-25認證發動機在3月21日進行了廣泛的熱火測試,展示了先進的製造技術,如首席承包商Aerojet Rocketdyne的3D打印技術,有望為未來的阿特米斯任務降低成本和加快生產。資料來源:NASA/Stennis
從Artemis V開始,SLS火箭將採用由Aerojet Rocketdyne公司重新啟動的生產線新生產的RS-25發動機。這些新發動機得益於精簡的生產設施和工藝,包括新材料。
發動機的主燃燒室採用了現代粘合工藝。柔性接頭被替換為更容易生產的柔性軟管。工程師們簡化了零件和製造工藝,消除了700多個焊接點,而3D打印和結構光掃描等最先進的技術既節省了時間又節省了金錢。但隨著這些變化,需要進行新的熱火測試。
RS-25火箭發動機有一個很長的歷史里程碑清單。它最初被稱為航天飛機主發動機(SSME),在三十年的時間裡發射了135次飛行。它以另一個歷史性的角色繼續服役,發射太空發射系統(SLS)深空火箭,它甚至比航天飛機更強大。作為世界上最高性能的階段性內燃機,RS-25將燃燒超過70萬加侖的超冷液氫和液氧,同時產生200萬磅的推力,將火箭送入軌道。加利福尼亞州洛杉磯的Aerojet Rocketdyne公司已經用新的控制系統升級了16台RS-25發動機,這些發動機以前曾執行過航天飛機任務,並在前四次Artemis任務所需的更高功率水平上對它們進行了測試。該公司已開始為未來的飛行製造更新、更好的版本。