Có vẻ như NASA đã quyết định chế tạo một siêu tên lửa "Sao Hỏa" với toàn thế giới: vì ba bộ phận của cơ quan này đã tham gia cùng một lúc. Đó là Trung tâm Chuyến bay Không gian George Marshall, Trung tâm Không gian Lyndon Johnson và một lần nữa là Trung tâm Vũ trụ John F. Kennedy, nơi cung cấp toàn bộ lịch sử với các địa điểm phóng của nó.
Mô hình SLS trong đường hầm gió nghiên cứu của NASA
Nhưng đây không phải là toàn bộ công ty của các nhà phát triển. Trung tâm Nghiên cứu Ames chịu trách nhiệm về các vấn đề vật lý cơ bản của dự án, Trung tâm Chuyến bay Vũ trụ Goddard chịu trách nhiệm về bản chất của tải trọng, và Trung tâm Glenn, nơi xử lý các vật liệu mới và phát triển hệ thống cân bằng tải trọng. Các chương trình nghiên cứu trong đường hầm gió được giao cho Trung tâm Lange, và việc thử nghiệm động cơ RS-25 và J-2X được giao cho Trung tâm Vũ trụ Stennis. Cuối cùng, quá trình lắp ráp bộ phận đẩy chính diễn ra tại nhà máy Michuda.
Toàn bộ chương trình SLS được chia thành ba giai đoạn, được thống nhất bởi một số điểm: oxy lỏng và hydro trong động cơ đẩy, cũng như một bộ tăng cường đẩy chất rắn đa thành phần. Giai đoạn đầu tiên của khối trung tâm (Core Stage) với chiều dài 64,7 m và đường kính 8,4 m cũng sẽ giống nhau cho tất cả các sửa đổi. Vì vậy, SLS Block I đầu tiên có khối lượng trọng tải tương đương 70 tấn - lực đẩy cần thiết cho trọng lượng này được cung cấp bởi bốn động cơ RS-25D. Trên thực tế, phiên bản SLS đầu tiên này nhằm mục đích chứng nhận đơn vị trung tâm và thực hiện các nhiệm vụ thử nghiệm và thực nghiệm. Giai đoạn trên được thể hiện bằng ICPS "giai đoạn trên đông lạnh tạm thời" (Interim Cryogenic Propulsion Stage), được xây dựng trên cơ sở giai đoạn hai của phương tiện phóng hạng nặng Delta IV. ICPS có một động cơ - RL-10B-2 với lực đẩy chân không 11, 21 tf. Ngay cả trong biến thể "yếu nhất" này của Block I, tên lửa sẽ phát triển lực đẩy phóng thêm 10% so với tàu sân bay huyền thoại Saturn V. dưới 105 tấn. Hai phiên bản được dự kiến - chở hàng và có người lái, sẽ đưa người Mỹ trở lại hơn bốn mươi năm trước và cuối cùng đưa một người trở lại quỹ đạo trái đất thấp. Kế hoạch của NASA cho những phương tiện này là khiêm tốn nhất: như một phần của sứ mệnh EM-2, vào giữa năm 2022, bay quanh mặt trăng cùng với một phi hành đoàn. Trước đó một chút (giữa năm 2020), người ta có kế hoạch đưa các phi hành gia lên quỹ đạo vòng quanh chính phủ trên tàu vũ trụ Orion. Nhưng thông tin này có từ mùa hè năm 2018 và đã nhiều lần được sửa chữa trước đó - vì vậy, theo một trong những dự án, SLS được cho là sẽ bay lên bầu trời vào mùa thu năm nay.
SLS Block II - một tàu sân bay có trọng tải tương đương 130 tấn, đã được trang bị năm động cơ RS-25D trên khối trung tâm, cũng như một "tầng trên thăm dò" EUS (Exploration Upper Stage), đến lượt nó, có một động cơ hoặc hai J- 2X lực đẩy 133,4 tf mỗi cái. "Xe tải" dựa trên Block II được phân biệt bằng một bộ quây đầu quá cỡ với đường kính 10 mét cùng một lúc. Đây sẽ là những người khổng lồ thực sự, nếu mọi thứ suôn sẻ với Hoa Kỳ: trong phiên bản cuối cùng của tên lửa, lực đẩy của tên lửa sẽ cao hơn 1/5 so với của Saturn V. Và các kế hoạch cho loạt Block II cũng cực kỳ tham vọng - vào năm 2033, gửi một sứ mệnh có người lái EM-11, sẽ lang thang trong không gian ít nhất 2 năm. Nhưng trước ngày quan trọng này, người Mỹ dự định bay vào quỹ đạo Mặt Trăng 7-8 lần. Liệu NASA có nghiêm túc lên kế hoạch đưa các phi hành gia lên sao Hỏa hay không, không ai biết.
Các thử nghiệm của động cơ tên lửa đông lạnh có lực đẩy thử nghiệm CECE (Common Extensible Cryogenic Engine), được sử dụng trong chương trình cải tiến RL-10, hoạt động từ năm 1962 trên các tên lửa Atlas, Delta iV, Titan và Saturn I.3.
Lịch sử của động cơ dòng SLS là thành phần chính của tên lửa bắt đầu vào năm 2015 tại khán đài của Trung tâm Stennis, khi cuộc thử nghiệm hỏa lực thành công đầu tiên kéo dài 500 giây diễn ra. Kể từ đó, người Mỹ đã đi như kim đồng hồ - một loạt các cuộc thử nghiệm chính thức để có được nguồn lực bay đầy đủ giúp tạo niềm tin vào hiệu suất và độ tin cậy của động cơ. William Hill, Phó Giám đốc thứ nhất của Ban Giám đốc Phát triển Hệ thống Nghiên cứu Có Người lái của NASA, cho biết:
“Chúng tôi đã phê duyệt dự án SLS, đã hoàn thành thành công vòng thử nghiệm đầu tiên của động cơ tên lửa và tên lửa đẩy, và tất cả các thành phần chính của hệ thống cho chuyến bay đầu tiên đã được đưa vào sản xuất. Bất chấp những khó khăn nảy sinh, việc phân tích kết quả của công việc nói lên niềm tin rằng chúng tôi đang đi đúng hướng cho chuyến bay đầu tiên của SLS và việc sử dụng nó để mở rộng sự hiện diện thường xuyên của con người trong không gian sâu thẳm."
Trong quá trình làm việc trên động cơ, các thay đổi đã được thực hiện - các tàu sân bay ở giai đoạn đầu tiên và thứ hai được trang bị bộ tăng tốc nhiên liệu rắn (máy gia tốc), đó là lý do tại sao mô hình được đặt tên là Block IB. Giai đoạn trên của EUS nhận được một động cơ oxy-hydro J-2X, động cơ này đã phải bị hủy bỏ vào tháng 4 năm 2016 do một tỷ lệ lớn các nguyên tố mới chưa được sản xuất trước đó. Do đó, chúng tôi quay trở lại với chiếc RL-10 cũ tốt, được sản xuất hàng loạt và đã "sà vào" được hơn 50 năm.
Độ tin cậy luôn là điều tối quan trọng trong các dự án có người lái, và không chỉ ở NASA. Trong các tài liệu chính thức NASA đề cập: “Một gói gồm 4 động cơ thuộc lớp RL-10 đáp ứng các yêu cầu một cách tốt nhất. Người ta thấy rằng nó là tối ưu về độ tin cậy. " Bộ tăng áp gồm 5 phần đã được thử nghiệm vào cuối tháng 6 năm 2016 và trở thành động cơ đẩy chất rắn lớn nhất từng được chế tạo cho một phương tiện phóng thực sự cho đến nay. Nếu chúng ta so sánh nó với Shuttle, thì nó có trọng lượng phóng là 725 tấn so với 590 tấn, và lực đẩy được tăng lên so với người tiền nhiệm của nó từ 1250 tf lên 1633 tf. Nhưng SLS Block II sẽ có được những bộ tăng tốc siêu mạnh và siêu hiệu quả. Có ba lựa chọn. Đây là dự án Pyrios từ Aerojet Rocketdyne (trước đây là Pratt & Whitney Rocketdyne), được trang bị hai động cơ tên lửa chạy bằng oxy và dầu hỏa với lực đẩy 800 tấn mỗi động cơ. Đây cũng không phải là một sự đổi mới tuyệt đối - các "động cơ" dựa trên F-1, được phát triển cho giai đoạn đầu của cùng một chiếc Saturn V. Pyrios có từ năm 2012, và 12 tháng sau, Aerojet, cùng với Teledyne Brown, được đang làm việc chăm chỉ trên một bộ tăng áp chất lỏng với tám ôxy-dầu hỏa AJ-26-500. Lực đẩy của mỗi chiếc có thể đạt tới 225 tf, nhưng chúng được lắp ráp trên cơ sở NK-33 của Nga.
Thử nghiệm động cơ oxy-hydro RS-25 tại gian hàng của Trung tâm Stennis, Bay St. Louis, Mississippi, tháng 8 năm 2015
Và cuối cùng, phiên bản thứ ba của động cơ dành cho SLS được Orbital ATK giới thiệu và được chế tạo dưới dạng bộ tăng tốc nhiên liệu rắn bốn phần mạnh mẽ Dark Knight với lực đẩy 2000 tf. Nhưng không thể nói rằng mọi thứ hoàn toàn suôn sẻ đối với các kỹ sư Mỹ trong câu chuyện này: rất nhiều năng lực và công nghệ đã bị mất đi khi các dự án Apollo và Tàu con thoi đóng cửa. Tôi phải nghĩ ra những cách làm việc mới. Vì vậy, hàn khuấy ma sát đã được giới thiệu để lắp ráp thùng nhiên liệu của các tên lửa trong tương lai. Nhà máy Michuda được cho là có máy lớn nhất để hàn độc đáo như vậy. Cũng trong năm 2016, đã có vấn đề về sự hình thành các vết nứt trong quá trình sản xuất khối trung tâm, chính xác hơn là trong bình oxy lỏng. Nhưng hầu hết khó khăn đã vượt qua.
Người Mỹ đang dần đưa các phi hành gia của họ trở lại quỹ đạo Trái đất thấp và xa hơn nữa. Một câu hỏi hợp lý được đặt ra: tại sao lại làm điều này nếu robot hoàn thành xuất sắc công việc? Chúng tôi sẽ cố gắng trả lời điều này sau một thời gian ngắn.
