本文記錄了工程師如何建造和不斷測試這枚前所未有的大型火箭以及它要搭載的載人飛船。

2019年，美國宇航局（NASA）将把獵戶座飛船（Orion）發射到一條飛行時間長達25天的複雜軌道上。首先，飛船将搭載有史以來最強大的火箭SLS（太空發射系統）飛向太空。然後，飛船将飛到距離地球245,131英裡（394,500公裡）的地方，在那裡環繞月球飛行。最終，它将以每小時24,500英裡(39,430公裡)的速度返回地球大氣層。

在本世紀20年代初，美國宇航局計劃再來一次，而且是載人飛行——屆時人類深入太空的距離将超過以往任何太空飛行。這一切隻是長達數十年的努力中的一小步，也就是派遣宇航員去探索小行星、火星和太空其他地方。

美國宇航局批準攝影師文森特·福涅爾（Vincent Fournier）獨家拍攝獵戶座任務測試和準備情況，他在5處設施呆了20天，記錄了工程師如何建造和不斷測試這枚前所未有的大型火箭以及它要搭載的載人飛船。

工程師對所有東西進行了建模，從火箭部件在運輸過程中的方向到發動機震動對發射系統其他組件的影響，事無巨細。他們建造了火箭的小号模型，并将其固定在風洞之中；他們擴大了美國宇航局信賴的珀伽索斯駁船（Pegasus），以将巨型金屬部件從路易斯安那州的米丘德裝配廠（Michoud）運往密西西比州的斯坦尼斯航天中心（SSC），最終運到佛羅裡達州的肯尼迪航天中心（KSC）；他們利用液壓缸生成數百萬磅的壓力，模拟發射和飛行，對燃料罐進行測試。

美國宇航局利用一種名為攪拌摩擦焊接（friction stir welding）的技術組裝SLS的大部分核心級：金屬柱體會在鋁合金闆之間旋轉，将它們加熱到塑性狀态。然後，金屬部件會融合在一起，沒有任何裂縫或雜質。在經過手工打磨後，技術人員會使用超聲波和X射線對焊接處進行掃描，以免留有瑕疵。

氫燃料罐，位于路易斯安那州米丘德裝配廠

這個高達130英尺（約40米）的火箭氫燃料罐極為笨重，而且十分嬌貴，把水平狀态的燃料罐豎起來需要3天時間（反之亦然），要用到兩台帶有GPS功能的起重機以及一套對硬件進行定位的激光準直系統。至于那位坐在椅子上的老兄嘛，他負責按下緊急停止按鈕，以防萬一。

運載火箭級轉換器（LVSA），位于阿拉巴馬州馬歇爾太空飛行中心（MSFC）

美國宇航局的兩位技術人員将用3個月的時間為這個28英尺（8.5米）高的轉換器手工噴塗絕緣材料，該部件的作用是連接火箭核心級和乘員艙。技術人員已經練習了數百小時，進行了50多次噴塗測試，現在他們每次都可以噴出完全均勻的絕緣層。聚氨酯泡沫塑料在噴塗時呈白色，但它們在發射升空暴露于紫外線下時會變成标志性的火箭橙。

圓頂焊接工具，位于路易斯安那州米丘德裝配廠

為了确保焊接出完美的燃料罐圓頂，由6名技術人員組成的工作組光是把所有設備都固定在這個環形圓頂焊接工具上就需要一到兩天。藍色的栅欄用于對齊圓頂的兩個部件，焊接完成後，技術人員要用一套複雜的頂置式滑輪系統把圓頂從焊接工具中吊出來。

RS-25發動機，位于密西西比州的斯坦尼斯航天中心

SLS将由4台這樣的發動機驅動，它們可以承受的溫差範圍從華氏零下423度（零下217攝氏度，燃料存儲在燃料罐時的溫度）到華氏6,000度（約3300攝氏度，燃料點火時的溫度）。承包商已經升級了發動機，使其在起飛時能夠産生200萬磅（約900噸）的總推力。最近，工程師完成了對鐘形噴嘴四周聲學效果的建模，以确保它們能夠承受那種可以震碎骨頭的震動模式。

内罐，位于路易斯安那州米丘德裝配廠

SLS兩個空前強大的助推器會連接到内罐，這是火箭核心級中最堅固的部分。内罐厚度太厚，無法通過焊接制造。所以，技術人員用7,500個螺栓和8塊面闆建造了它。他們還利用一套組裝夾具（腳手架）仔細對齊了内罐上的孔洞，并用X射線進行了檢查。在内罐造出來後，美國宇航局用100多個液壓執行元件對它進行了壓力測試，其中一些跟汽車一樣重。

系統集成測試設施（SITF），位于阿拉巴馬州馬歇爾太空飛行中心

總長度達5英裡（約8公裡）的線纜亂糟糟地連接着46台航空電子設備，它們控制着從導航到發動機的所有東西。每台設備都會在熱室和非常大的搖晃台面上接受測試，以便了解它們在極端高溫、低溫和晃動環境下的工作表現。然後，技術人員把它們擺在這些機架上（機架彎曲是為了模拟火箭），用線纜連接起來，進行全面的發射模拟。

這些航空電子設備機架的外表面裝有數台計算機，它們負責模拟整趟旅程（從升空到助推器分離）中的火箭環境。伴随着逼真的動畫效果，模拟将把火焰的高溫和太空的低溫饋入傳感器，向飛行計算機傳輸僞造的坐标，以及通過5英裡（8公裡）的線纜發送其他飛行“數據”。

統一規劃風洞（UPWT），位于弗吉尼亞州蘭利研究中心（LRC）

為了确保火箭能夠承受起飛和飛行時的超音速風，美國航天局的工程師在風洞中測試了火箭飛行軌迹中的每一段。這個3英尺（約0.9米）的鋼質比例模型被塗上了淡粉色的塗料，塗料可以在黑光燈下發出強烈的彩光，其強度取決于氧氣的輸入量（在這些測試中，氧氣的數量代表着壓力的大小）。然後，工程師就能準确地确定風對火箭施加了什麼力，确保助推器跟火箭分離時不會突然轉向撞到火箭上。

獵戶座測試艙，位于得克薩斯州約翰遜航天中心（JSC）

美國海軍用一個測試艙演練獵戶座飛船降落後從大海中尋回宇航員的任務。另一個測試艙則被用于結構測試，以觀察當閃電擊中發射台附近時它會有何表現。美國宇航局還在用第二個測試艙設計緊急情況下的操作程序。其中有一個是，如果突然遭遇太陽耀斑的強烈輻射，宇航員要在四周擺滿積載袋加以隔絕。

發動機試發射，位于密西西比州斯坦尼斯航天中心

在獲準進行飛行之前，工程師把RS-25發動機的測試模型固定到斯坦尼斯航天中心的一個試驗台上，他們進行了500秒的試發射，順序跟真實發射完全相同，隻不過沒有把發動機安在火箭上。工程師在0.25英裡（約400米）外安全地進行觀察，但試發射仍然激動人心。正如美國宇航局承包商Aerojet Rocketdyne公司的SLS項目主管丹·亞當斯基（Dan Adamski）所言：“騰起的巨大雲霧都是水汽，趕上風向合适的話，你會被淋濕。”

翻譯：何無魚

來源：WIRED

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