近日,美国诺斯洛普·格鲁曼公司在犹他州普罗蒙特里基地进行了一项重大试验,测试了名为“助推器换代和寿命延长”(BOLE)的固体火箭助推器的“演示发动机-1”。此次试验是人类历史上规模第二大的固体火箭点火实验,原计划持续140秒,旨在评估BOLE助推器的性能。
BOLE助推器被设计为“太空发射系统”(SLS)的下一代助推器,将替代现有的5.5段式“五段重复使用固体火箭”(RSRMV)。RSRMV源自航天飞机的“重复使用固体火箭”(RSRM),采用老旧的钢制壳体和TP-H1148型固体推进剂。相比之下,BOLE采用了先进的T1100碳纤维壳体和端羟基聚丁二烯固体推进剂,预计能显著提升推力和效率。
试验中,诺斯洛普·格鲁曼公司在BOLE助推器上设置了763个测点,并安装了二氧化碳熄火系统以确保安全。然而,在点火后约101秒,天顶面喉部下侧首先出现烧穿,随后在110秒时喷管破裂并飞出,但发动机继续燃烧直至固体推进剂燃尽。这一异常现象引发了业界的广泛关注。
据诺斯洛普·格鲁曼公司推进系统副总裁吉姆·卡尔贝勒介绍,尽管发动机在严苛的燃烧环境下表现良好,但在燃烧即将结束时观察到了异常。作为一种全新设计,BOLE助推器是迄今为止建造的最大分段式固体火箭助推器,此次测试提供了宝贵的数据,有助于未来的设计改进。
值得注意的是,这并非诺斯洛普·格鲁曼公司固体火箭发动机首次出现异常。早在2019年,该公司为OmegA运载火箭研制的Castor-600固体火箭发动机在地面试验中也出现了喷管破裂的现象。当时的原因在于地面试验与实际飞行环境的不同,导致喷管在关机时因外部大气压力而破裂。尽管在实际飞行中这一问题并不严重,但诺格还是根据情况进行了改进。
BOLE助推器的开发进程并未因此次异常而停滞。该助推器旨在提升SLS的运载能力,以满足未来深空探索的需求。然而,美国重返月球的计划似乎并不急于采用BOLE。由于SLS的产量有限,波音公司每两年才能交付一枚,因此执行“阿尔忒弥斯-4”任务的首枚Block 1B型火箭要等到2028年以后。目前,第二次“阿尔忒弥斯-2”载人绕月任务正按计划进行,瞄准2026年2月发射。
与此同时,太空探索技术公司的“星船-超重”超重型运载火箭也遭遇了重大挫折。6月18日,在博卡奇卡的“星城”研发基地,准备进行静态点火的“星船”36号飞船突然发生爆炸,摧毁了飞船并引发大火。此次爆炸不仅摧毁了36号飞船,还破坏了部分试验场的地面设施,成为“星船-超重”研发史上最大规模的一次地面事故。
“星船”飞船原计划作为支持“阿尔忒弥斯-3”任务的HLS载人月球着陆器的基础和关键部分。此次爆炸无疑给美国重返月球的计划蒙上了一层阴影。尽管太空探索技术公司正在积极抢修试验场并计划进行后续试验,但“星船”v2版本的开发已经多次推迟,并遭遇了多次失败。
业内人士指出,美国登月的短板可能已经从SLS转移到了“星船-超重”。鉴于“阿尔忒弥斯-3”登月任务安排在2027年,在此之前需要验证多项关键技术,包括在轨滑行、着陆、在轨加注、快速复用等。如果“星船-超重”再出现任何问题,将对美国重返月球的计划造成重大影响。