ระบบการส่งอวกาศ

ระบบการส่งอวกาศ (; SLS) เป็นจรวดขนส่งหนักพิเศษแบบใช้ครั้งเดียวสัญชาติสหรัฐ ซึ่งถูกพัฒนาโดยนาซาตั้งแต่ ค.ศ. 2011 ถูกส่งขึ้นครั้งแรกในวันที่ 16 พฤศจิกายน ค.ศ. 2022 จากศูนย์อวกาศเคนเนดีในภารกิจอาร์ทิมิส 1 จรวด SLS ออกแบบมาเพื่อทดแทนจรวดแอรีส I และแอรีส V ซึ่งถูกยกเลิกไปพร้อมกับโครงการส่งมนุษย์กลับสู่ดวงจันทร์คอนสเตลเลชัน จรวด SLS มีวัตถุประสงค์เพื่อสืบทอดกระสวยอวกาศ และเป็นพาหนะส่งหลักสำหรับแผนการสำรวจอวกาศห้วงลึกของนาซาในช่วงทศวรรษที่ 2020 ภารกิจส่งมนุษย์สู่ดวงจันทร์ถูกวางแผนไว้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการอาร์ทิมิส เพื่อนำร่องความเป็นไปได้ของภารกิจส่งมนุษย์สู่ดาวอังคาร จรวด SLS ถูกพัฒนาในสามช่วงหลัก ได้แก่ บล็อก 1, บล็อก 1บี, และบล็อก 2 ซึ่งความสามารถของจรวดจะเพิ่มขึ้นตามลำดับ ตาม จรวด SLS บล็อก 1 จะถูกใช้ในการส่งภารกิจอาร์ทิมิสสามครั้งแรก  จรวด บล็อก 1บี จะถูกใช้การส่งห้าครั้งต่อมา หลังจากนั้นการส่งทั้งหมดจะใช้จรวดบล็อก 2

จรวด SLS ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อส่งยานอวกาศโอไรออนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของภารกิจอาร์ทิมิสจากฐานส่ง 39บี ที่ศูนย์อวกาศเคนเนดีใน ฟลอริดา โครงการอาร์ทิมิสคาดว่าจะใช้จรวด SLS ไม่มากกว่าหนึ่งครั้งต่อปีจนถึงอย่างน้อยปี ค.ศ. 2030.

การส่งครั้งแรกถูกกำหนดโดยรัฐสภาสหรัฐไว้ภายในเดือนธันวาคม ค.ศ. 2016 แต่ว่าถูกเลื่อนไปอย่างน้อยสิบหกครั้ง ทำให้ล่าช้าไปมากกว่าห้าปีจากกำหนดการเดิม

ภายหลังจากภารกิจอาร์ทิมิสสี่ครั้งแรก นาซามีแผนจะถ่ายโอนการผลิตและการส่งระบบการส่งอวกาศแก่บริษัทดีปสเปซทรานสปอร์ตจำกัด ซึ่งเป็นบริษัทร่วมทุนระหว่างโบอิงกับนอร์ทธรอป กรัมแมน

รูปพรรณ 

จรวด SLS สืบการออกแบบมาจากกระสวยอวกาศ ส่วนแรกของจรวดถูกขับดันด้วยส่วนแกนกลางและจรวดขับดันเชื้อเพลิงแข็งสองลำ  จรวด SLS ทุกบล็อกมีลักษณะการออกแบบส่วนแกนกลางเหมือนกัน แต่ต่างกันที่การออกแบบส่วนบนและจรวดขับดัน

ส่วนแกน 

ส่วนแกน พร้อมด้วยจรวดขับดันเชื้อเพลิงแข็ง มีหน้าที่ในการขับดันส่วนบนและน้ำหนักบรรทุกของจรวดออกไปนอกชั้นบรรยากาศและเร่งจรวดให้เกือบถึงอัตราเร็วโคจร ส่วนแกนประกอบไปด้วยถังเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลว สำหรับช่วงการขึ้นสู่อวกาศ จุดยึดสำหรับจรวดขับดันเชื้อเพลิงแข็ง ระบบควบคุมการบิน และระบบขับดันหลัก (; MPS) ระบบขับดันหลักมีหน้าที่ในการจ่ายเชื้อเพลิงและออกซิเจนแก่เครื่องยนต์ RS-25 4 เครื่อง ควบคุมทิศทางเครื่องยนต์ด้วยกระบอกสูบไฮดรอลิก และรักษาความดันในถังเชื้อเพลิงด้วยเชื้อเพลิงในรูปก๊าซ ส่วนแกนสร้างแรงขับดันประมาณ 25% ของแรงขับดันทั้งหมดขณะส่งตัว โดยส่วนนี้มีความยาว  และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง  ส่วนแกนมีลักษณะทั้งทางรูปลักษณ์และโครงสร้างที่เหมือนกับถังเชื้อเพลิงนอกของกระสวยอวกาศ ในการบินสี่ครั้งแรกจะใช้และทิ้งเครื่องยนต์ RS-25D ทั้งหมดที่เคยใช้ในภารกิจกระสวยอวกาศที่เหลืออยู่จำนวนสิบหกเครื่อง บริษัท แอโรเจ็ทร็อคเก็ตไดน์ปรับแต่งเครื่องยนต์ด้วยตัวควบคุมเครื่องยนต์รุ่นใหม่ ปรับแรงขับดันสูงสุดสูงขึ้น และเพิ่มฉนวนกันความร้อนต่อเครื่องยนต์จากจรวดขับดันเชื้อเพลิงแข็ง ในการบินครั้งต่อๆ ไปจะเปลี่ยนไปใช้เครื่องยนต์ RS-25E ซึ่งเป็นรุ่นที่ออกแบบมาสำหรับการใช้แล้วทิ้งโดยเฉพาะ และจะลดราคาต่อเครื่องยนต์ไปมากกว่า 30%. แรงขับดันของเครื่องยนต์ RS-25D แต่ละเครื่องถูกปรับเพิ่มขึ้นจาก  ในการใช้ในกระสวยอวกาศ เป็น  ในเครื่องยนต์ที่ปรับปรุงใหม่ เครื่องยนต์ RS-25E จะมีแรงขับดันต่อเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นเป็น .

จรวดขับดัน 
จรวด SLS บล็อก 1 และ 1B มีแผนที่จะใช้จรวดเชื้อเพลิงแข็งห้าส่วน 2 ลำ จรวดขับดันเชื้อเพลิงแข็งเหล่านี้ใช้ส่วนเปลือกของจรวดขับดันเชื้อเพลิงแข็งสี่ส่วนที่เคยใช้ในภารกิจกระสวยอวกาศ จรวดขับดันของจรวด SLS มีส่วนกลางเพิ่มมาหนึ่งส่วน ระบบควบคุมการบินใหม่ และฉนวนที่เบาลง แต่ขาดระบบกร่มชูชีพสำหรับกู้คืน เชื้อเพลิงในจรวดเชื้อเพลิงแข็งเป็นผงอะลูมิเนียมซึ่งก่อปฏิกิริยารุนแรง และแอมโมเนียมเปอร์คลอเรตซึ่งเป็นตัวออกซิไดซ์ประสิทธิภาพสูง ยึดเหนี่ยวไว้ด้วยโพลีบูตาไดอีน อะครีลอนไนไตรท์ (PBAN) ส่วนผสมนี้มีลักษณะเหมือนกับยางลบและถูกบรรจุอยู่ในแต่ละส่วนของจรวดเชื้อเพลิงแข็ง จรวดเชื้อเพลิงแข็งห้าส่วนนี้มีแรงดลมากกว่าจรวดเขื้อเพลิงแข็งของกระสวยอวกาศประมาณ 25% แต่จะไม่ถูกนำกลับมาใช้ใหม่

จำนวนของจรวดขับดันสำหรับจรวด SLS บล็อก 1 ถึง 1B นั้นถูกจำกัดโดยจำนวนของเปลือกที่เหลือจากโครงการกระสวยอวกาศ ซึ่งมีเพียงพอสำหรับการบินแปดครั้ง ในวันที่ 2 มีนาคม ค.ศ. 2019 มีการประกาศโครงการการพ้นและต่ออายุจรวดขับดัน () โดยโครงการนี้จะพัฒนาจรวดขับดันเชื้อเพลิงรุ่นใหม่สำหรับการผลิตโดยนอร์ทธรอป กรัมแมน สเปซซิสเต็มส์สำหรับการบินครั้งต่อๆ ไป จรวดขับดันจากบล็อก 2เป็นต้นไปจะสืบการพัฒนามาจากจรวดขับดันเชื้อเพลิงแข็งเปลือกเชิงประกอบที่เคยถูกพัฒนาสำหรับจรวดโอเมกา และคาดการณ์ว่าจะเพิ่มความสามารถในการส่งน้ำหนักบรรทุกของบล็อก 2 สู่วงโคจรต่ำของโลกไปอยู่ที่  และอย่างน้อยที่  สำหรับวิถีโคจรสู่ดวงจันทร์ ตาม โครงการ BOLE อยู่ภายใต้การพัฒนา โดยการจุดเครื่องยนต์ครั้งแรกคาดการณ์ไว้สำหรับปี ค.ศ. 2024

ส่วนบน 

ส่วนขับดันเย็นยิ่งยวดชั่วคราว (; ICPS) จะถูกใช้เป็นส่วนบนของจรวด SLS บล็อก 1 ในภารกิจอาร์ทิมิส 1, 2, และ 3 ICPS เป็นส่วนที่สองเย็นยวดยิ่งเดลตาของจรวดเดลตา IVที่ถูกยืดให้ยาวและผ่านมาตรฐานการใช้กับมนุษย์ ซึ่งดับดันโดยเครื่องยนต์ RL10 หนึ่งเครื่อง ICPS ส่วนแรกจะใช้เครื่องยนต์รุ่น RL10B-2 ในขณะที่ IPCS ส่วนที่สองและสามและใช้เครื่องยนต์รุ่น RL10C-2 จรวดบล็อก 1 ถูกออกแบบมาให้สามารถส่งน้ำหนักบรรทุก  ไปยังวงโคจรต่ำของโลก โดยรวมน้ำหนักของ ICPS เป็นส่วนหนึ่งของน้ำหนักบรรทุก ณ เวลาที่ส่วนแกนของจรวด SLS แยกออกไป อาร์ทิมิส 1 จะเคลื่อนที่ในวิถีกึ่งโคจรขนาด  วิถีการเดินทางนี้จะรับรองการกำจัดส่วนแกนอย่างปลอดภัย จากนั้น ICPS จะทำการแทรกเข้าสู่วงโคจรและทำการจุดเครื่องยนต์เพื่อส่งยานโอไรออนสู่วิถีสู่ดวงจันทร์ ICPS จะได้รับมาตรฐานการใช้กับมนุษย์ในภารกิจอาร์ทิมิส 2 และ 3 ซึ่งมีลูกเรือ

ส่วนสำรวจบน (; EUS) ถูกวางแผนไว้สำกรับใช้ในภารกิจอาร์ทิมิส 4 ส่วนสำรวจบนจะเร่งจรวด SLS ให้ถึงวงโคจรสมบูรณ์ และจะจุดเครื่องยนต์อีกครั้งเพื่อส่งน้ำหนักบรรทุกไปยังจุดหมายที่ไกลกว่าวงโคจรต่ำของโลก โดยคาดการณ์ว่าส่วนสำรวจบนจะถูกใช้ในจรวดบล็อก 1B และบล็อก 2 ส่วนสำรวจบนมีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับส่วนแกนที่  และจะถูกขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ RL10C-3 จำนวน 4 เครื่อง และจะถูกปรับปรุงให้ใช้เครื่องยนต์รุ่น RL10C-X ในท้ายที่สุด ตาม โบอิงกำลังพํฒนาถังเขื้อเพลิงที่ทำจากวัสดุผสมใหม่สำหระบ EUS ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพในการส่งน้ำหนักบรรทุกไปยังวิถีโคจรสู่ดวงจันทร์ของบล็อก 1B 30% ส่วนบนที่ถูกปรับปรุงในตอนแรกถูกตั้งชื่อว่า ส่วนบนที่ใช้ได้สองทาง (; DUUS) แต่ในต่อมาถูกเปลี่ยนชื่อเป็นส่วนสำรวจบน

แบบย่อยบล็อก

เชิงอรรถ

บรรณานุกรม