NASA SLS 项目成本超支 140%

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NASA SLS rocket standing tall on the launchpad at night, illuminated by spotlights against a dark starry sky.
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NASA 官员正式承认,当前太空发射系统(SLS)各次飞行任务之间长达三年的间隔是阿耳忒弥斯(Artemis)计划面临的一个重大障碍。这一罕见的表态凸显了维护一种缺乏快速发射节奏的重型运载火箭所带来的物流和财务压力。

NASA 官方承认,太空发射系统 (SLS) 第一和第二次飞行之间长达三年的间隔为阿耳忒弥斯计划 (Artemis program) 造成了巨大的运营障碍。在阿耳忒弥斯 2 号 (Artemis II) 任务湿衣演练失败后,高级官员在最近的一系列声明中承认,低频率的发射迫使每次发射都必须被视为实验性程序,而非既定常规。这种罕见的透明度凸显了维护一枚缺乏商业领域那种快速发射节奏的重型火箭所带来的物流和财务压力。

为什么 SLS 计划预算超支 140%?

NASA 太空发射系统 (SLS) 预算超支的主要原因在于其依赖昂贵的、不可重复使用的硬件,且飞行频率极低,以至于每次任务都需要“定制化”工程和密集的测试。 该计划迄今已耗费美国纳税人超过 300 亿美元,单枚火箭的成本超过 20 亿美元,这导致该机构几乎没有空间进行硬件充裕的测试。

SLS 架构的财务压力源于其设计的固有复杂性以及支持它所需的老化基础设施。与优先考虑通过重复使用来降低成本的现代商业火箭不同,SLS 是“硬件稀缺型”的,这意味着每个组件都是珍贵的、一次性使用的资产。根据阿耳忒弥斯 2 号任务管理团队主席 John Honeycutt 的说法,在 2022 年阿耳忒弥斯 1 号发射期间受到氢气泄漏困扰后,该计划曾尝试采取一种激进的方法来测试阀门和密封件。然而,建造专用测试燃料箱的成本极高,以至于 NASA 经常被迫进行“如飞即试” (tests like we fly),即使用实际的飞行硬件进行高风险的加注演示。

此外,位于肯尼迪航天中心 (Kennedy Space Center) 的地面系统,包括一座耗资超过 10 亿美元的移动发射塔,在任务之间需要持续且昂贵的维护。当发射间隔延长至三年时——正如 2022 年阿耳忒弥斯 1 号任务与目前推迟的阿耳忒弥斯 2 号任务之间的情况——专门的工作团队必须从本质上重新学习运载火箭的“呼吸”和“排气”特性。这种“慢速发射系统” (Slow Launch System) 的现实将本应是常规运营的运输系统变成了系列独特的、耗资数十亿美元的实验,使得计划总成本大幅超出了政府问责局 (GAO) 最初的估计。

提议用哪些商业系统来取代 SLS 和猎户座?

SpaceX 的星舰 (Starship) 和蓝色起源 (Blue Origin) 的新格伦号 (New Glenn) 是目前定位为 SLS 和猎户座 (Orion) 架构潜在继承者或补充的主要商业系统。 这些私营部门的火箭旨在实现完全的可重复使用和显著更高的飞行频率,与 NASA 设计的深空助推器的高成本、低频率模式形成鲜明对比。

在 2026 年初湿衣演练失败后,关于商业替代方案的争论愈演愈烈。NASA 副局长 Amit Kshatriya 指出,SLS 的组件是“高度定制的”,而 SpaceX 等商业实体正在开发旨在量产和快速周转的系统。最近被任命为 NASA 局长的 Jared Isaacman 表示,SLS 的飞行频率——在所有 NASA 设计的载具中是最低的——必须成为讨论的核心话题。这种领导层的变动表明,NASA 对于将私营重型运载火箭更深入地整合到阿耳忒弥斯时间表中的态度日益开放。

虽然 SLS 仍然是目前唯一能够通过单次发射将猎户座飞船 (Orion capsule) 及其船员直接送往月球的载具,但 SpaceX Starship 的飞速进步正在挑战这一垄断地位。Starship 已经作为阿耳忒弥斯 3 号的人类登月系统 (HLS) 整合到了该计划中。如果 SpaceX 能够在 SLS 完成其规定的第四次和第五次任务之前,演示可靠的轨道加油和长航时飞行,那么要求放弃 SLS “桥梁”架构的政治和经济压力对于国会来说可能是不可逾越的。

2026 年预算如何优先考虑月球和火星任务?

2026 年 NASA 预算优先考虑阿耳忒弥斯 3 号载人登月,同时开始向商业合作伙伴关系进行战略转向,以降低月球和火星探测的长期成本。 虽然法律授权目前保护 SLS 直至其第五次飞行,但预算强调了月球门户 (Lunar Gateway) 的开发以及向月球表面的商业货物交付。

最近的预算变动反映了传统计划与“从月球到火星”愿景之间的紧张关系。特朗普政府 (Trump administration) 表达了将 SLS 限制在仅剩两次飞行的愿望,重点关注阿耳忒弥斯 3 号登月这一里程碑。这一目标要求 NASA 在平衡 SLS 的高昂维护成本与资助更新、更灵活的技术需求之间取得平衡。Amit Kshatriya 将当前的 SLS 配置描述为“实验性的”,因为涉及巨大的能量和“定制组件”,他承认目前每次发射任务都是一次冒险,而非可预测的日程安排。

为了确保阿耳忒弥斯计划的可持续性, NASA 越来越多地寻找商业供应商可以接管物流职责的“退场机制”。2026 财年的优先事项表明,虽然在近期的载人登月任务中,SLS 仍然是主要的重型运载火箭,但该机构正在为未来做准备,届时私营火箭将承担火星运输的大部分入轨质量需求。这一战略旨在为 NASA 节省预算,用于高级别的任务管理和科学发现,而非用于一次性火箭硬件的制造和运营。

液氢泄漏的技术现实

NASA SLS 最持久的技术障碍仍然是液氢的管理。在 2026 年 2 月 2 日的 Artemis II 燃料加注测试期间,地面设备与火箭之间主接口的泄漏迫使程序在 T-5 分钟时自动中止。John Honeycutt 解释说,由于氢气是一种极小且高能的分子,在低温下管理其流动是一项巨大的工程挑战。团队尝试通过改变流速来让密封件“重新复位”,这一策略暂时起到了作用,但最终在倒计时进入最后阶段时宣告失败。

未来展望:提高发射频率

展望未来,NASA 的目标是将 SLS 的飞行频率提高到每年一次,尽管鉴于目前的硬件稀缺,这仍然是一个宏大的目标。转向更频繁的日程安排被视为对安全性和成本效益都至关重要。正如 Ars TechnicaEric Berger 所指出的,一枚很少飞行的火箭本质上会有更高的运营成本和更高的安全隐患,因为地面团队和任务控制员无法从重复的经验中获益。为了让 SLS 在这十年中生存下来,它必须从一件“艺术品”转变为阿耳忒弥斯计划中可靠、高频的公用设施。

  • 任务状态: 阿耳忒弥斯 2 号发射推迟至不早于 2026 年 3 月。
  • 成本指标: SLS 开发和发射总成本超过 300 亿美元
  • 技术挑战: 地面与飞行接口处反复出现液氢泄漏。
  • 领导层变动: 新任 NASA 局长 Jared Isaacman 正在审查 SLS 飞行频率。

NASA 未来的道路涉及一场微妙的平衡。该机构必须成功度过 SLS 的“实验”阶段,以实现阿耳忒弥斯 2 号和 3 号的目标,同时为向更具商业驱动力的深空经济转型做准备。SLS 是继续作为月球探测的骨干,还是作为通往新系统的临时桥梁,很大程度上将取决于即将到来的 2026 年 3 月发射尝试的成功,以及在随后几年里这一“慢速发射系统”的可靠性。

James Lawson

James Lawson

Investigative science and tech reporter focusing on AI, space industry and quantum breakthroughs

University College London (UCL) • United Kingdom

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Readers Questions Answered

Q 为什么 SLS 计划超支 140%?
A 文章将 SLS 超支 140% 的主要原因归咎于其结构:它是一个基于“成本加成”合同建立的政治性就业计划,而非一个管理严密的“固定价格”开发项目。工作任务被刻意分散到许多州和国会选区,这导致了效率低下,且在没有政治阻力的情况下很难精简承包商或设施。成本加成合同让主要承包商几乎没有动力去控制支出或进度,因此延误和重新设计只会增加 NASA 必须支付的账单。文章还指出,SLS 重复使用了航天飞机时代的硬件和工业流程,对于极低的发射频率而言,这些硬件和流程的维护和重启成本非常高昂,使得单次发射成本推高至约 40 亿美元,并导致相对于最初基准的超支进一步加剧。
Q 提议用哪些商业系统来取代 SLS 和猎户座(Orion)?
A 文章解释称,政府的 2026 年提案要求终止 SLS 和猎户座计划,转而采用已经在开发中的商业重型运载火箭和载人飞船。提案强调 SpaceX 的星舰(Starship)系统是月球和火星货运的主要候选者,且一旦获得载人认证,最终将用于载人运输,利用其完全可重复使用的助推器和飞船来降低每吨入轨成本。对于前往近地轨道和地月空间的机组人员,该计划依赖于由猎鹰 9 号(Falcon 9)发射的载人龙飞船(Crew Dragon)或类似的商业载人飞船,并配合独立的商业货运或加油飞行,而不是依赖单一的政府拥有的超级火箭。文章还提到,新的“商业月球与火星基础设施及运输”计划旨在资助多个具有竞争力的商业运载火箭和地月空间拖船,以便 NASA 购买前往月球以及随后前往火星的服务,而不是直接运营 SLS 和猎户座。
Q 2026 年预算如何优先考虑月球和火星任务?
A 2026 年预算被描述为明确优先考虑在竞争中领先中国实现人类重返月球,并为首次载人火星任务奠定基础,尽管为此削减了多个传统项目。预算通过取消或逐步淘汰 SLS、猎户座、门户(Gateway)空间站以及独立的机器人火星样本取回计划等高成本架构,并将这些资金重新投入到以火星为重点的载人探索项目和配套技术中。一项名为“商业月球与火星基础设施及运输”的新预算条目获得了约数亿美元的资助,它扩展了 CLPS 模式,用于购买商业月球运输、中继通信和地面基础设施。文章称,这旨在实现可持续的月球作业,并以此作为通往火星的跳板。总的来说,该预算将 NASA 转向一种更具成本效益、基于商业合作伙伴关系的“从月球到火星”架构,通过权衡部分传统的科学和技术领域,来换取人类探索里程碑的加速实现。

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