即將載著人類「回歸月球」的獵戶座太空船,正式從卡納維爾角空軍基地完成發射終止試驗,當火箭發生意外時,這可以緊急把太空人從火箭主體拉出來並安全帶回地面。
發射逃逸系統(Launch Abort System,LAS)已是載人運載火箭的標準測試流程,萬一發射升空過程中出現不可逆轉的機械故障、對太空人員造成生命威脅時,可以立刻透過逃逸系統脫離運載火箭並返回地面。
而繼阿波羅登月計畫之後,NASA 今(2019)年宣布了第二個登月任務「阿提米斯計畫」,預計將在 2024 年重返月球,並且這次可能會有一名女性太空人加入登月陣容。
阿提米斯計畫中使用的發射載具為 SLS(Space Launch System)重型運載火箭,位於火箭頂端的載人太空飛行器則是獵戶座太空船(Orion,由洛克希德·馬丁公司建造),整體而言,SLS 火箭與當初阿波羅計畫使用的農神 5 號運載火箭非常相近,主要差別在於獵戶座太空船設計上更複雜,並且可以容納 4~5 名機組人員,而阿波羅太空船當時只能接載 3 名人員。
▲ 獵戶座太空船。(Source:歐洲太空總署)
SLS 火箭的發射逃逸系統分為兩個部分,第一部分為整流罩組件(裡面有太空艙),用來保護載人模組與儀器設備;第二部分即逃逸塔,位於整流罩組件頂端,包含應急發動機和拋棄式姿態控制發動機(attitude control motor)。
當 SLS 火箭在升空過程出現緊急狀況時,由於此時火箭仍在低層大氣內加速推進、並可能面臨最大動壓,此時要將太空艙從火箭頂端拉出來,需要極大推力才能掙脫空氣動力學限制(想像你坐雲霄飛車時被氣壓壓得動彈不得的感覺)。
SLS 火箭的應急發動機需產生高達 40 萬磅的驚人推力,才能把太空艙從火箭主體拉出;接著發射逃逸系統利用姿態控制發動機重新定向太空艙,然後釋放,讓太空艙將展開降落傘安全回到地面。
美國東部時間 7 月 2 日上午 7 點,獵戶座太空船裝在一個固體燃料火箭上,從卡納維爾角空軍基地(CCAFS)發射升空(可見下方發射影片,對,看起來很短,因為主要只有測試太空艙逃逸系統),發射 55 秒後啟動終止程序,應急發動機點火、太空艙順利脫離,接著 LAS 系統將太空艙定向往海面墜落,整個測試持續 3 分 13 秒,宣告成功。
NASA 這次並沒有另外配備太空艙的降落傘逃生系統,因為之前已進行過近 50 次測試。接下來就讓我們期待 NASA 回歸月球的那天到來。
The Orion spacecraft flew Tuesday morning, and it looked pretty spectacular
NASA tests emergency abort system for its future super heavy moon rocket
NASA Orion aces safety test after 'launching a rocket off a flying rocket'
(首圖來源:NASAKennedy 影片截圖)