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战神1号是美国国家航空航天局为了星座计划设计的运载火箭,目标是将宇航员送入地球轨道并登陆月球。
战神1号运载火箭基于航天飞机使用的固体燃料助推器技术,设计用于取代退役的航天飞机,为载人航天任务提供新的发射平台。
| 参数项 | 具体数值 |
|---|---|
| 火箭型号 | 战神1号(Ares I) |
| 类型 | 固体燃料为主的两级载人运载火箭 |
| 研制单位 | 美国国家航空航天局(NASA) |
| 所属国家 | 美国 |
| 全长 | 113.0米 |
| 起飞重量 | 550.0吨 |
| 近地轨道(LEO)运载能力 | 25000.0千克 |
| 总发射次数 | 0 |
| 发射成功次数 | 0 |
战神1号是NASA星座计划的核心载人运载工具,研发初衷是替代退役的航天飞机编队,承担载人天地往返任务。其25吨的近地轨道运载能力可匹配载人需求:常规状态下可搭载4-6名宇航员与小型补给载荷飞往国际空间站,在登月任务构型下可将“猎户座”载人飞船送入地月转移轨道,是星座计划中“载人专线”的核心载体,与同期规划的重型货运火箭战神5号形成“人货分离”的运输体系,理论上可将载人发射的安全性提升至航天飞机的2倍,避免货运任务对载人安全造成干扰。按照原计划,该火箭最晚将于2020年实现载人首飞,支撑美国重返月球、建设月球科研基地,后续还将作为载人火星探测的前置运输工具使用。
战神1号采用两级构型,技术路线大量继承航天飞机的成熟验证成果:第一级为5段式可重复使用固体火箭助推器(RSRB),是航天飞机4段式固体助推器的升级版本,装填63.5吨高氯酸铵组合推进剂(APCP),海平面标称推力达1500吨,燃烧时间126秒,仅需2分钟即可将火箭送至58公里高度,相比传统4段式助推器动力更强、燃烧时间更长;第二级采用全新研发的J-2X液氢液氧发动机,真空推力130吨,真空比冲达448秒,具备多次点火能力,可满足近地轨道入轨、地月转移等不同任务的动力需求,该发动机技术继承自阿波罗计划的J-2发动机,兼顾成熟度与性能提升。
为适配载人任务需求,战神1号在设计中重点强化了安全性:火箭结构全程采用容错设计,核心系统均有冗余备份,顶部搭载猎户座飞船的逃逸塔系统可在发射出现故障时快速将飞船带离危险区域。不过研发过程中该设计也暴露了一定问题:细长的箭体结构导致飞行过程中气动稳定性较差,需要推力矢量控制系统频繁调整姿态抵消风切变影响,同时J-2X发动机与5段式固体助推器的研发预算超支、进度延后,也为项目后续终止埋下了隐患。
战神1号最终未完成实际发射任务,项目随着星座计划终止而取消。研发阶段该火箭仅完成了地面测试与技术验证:2008年NASA完成战神1号的初步设计评估,这是自土星5号火箭后美国35年来首个载人火箭的设计评审里程碑,按原计划2009年将开展首次试射,相关试验硬件已运抵肯尼迪航天中心;2009年第一级固体推进装置在犹他州完成点火测试,验证了动力系统的可靠性。但由于项目整体预算超支、研发进度不断延后,奥巴马政府于2010年正式终止星座计划,战神1号的研发工作同步停止,未开展任何实际轨道发射任务,其技术成果后续被部分应用于太空发射系统(SLS)的研发中。
