内外交困，SLSL火箭的“富贵病”怎么治？

来源：中国航天报

近日，美国参议院商务、科学和运输委员会举行听证会，讨论如何“通过强化太空立法，整合资源、协调政策，确保美国在太空领域的竞争优势”。在讨论的多个议题中，最受关注的还是目前超期严重、面临很多不确定性的阿尔忒弥斯计划。而该计划最遭质疑者诟病的，要数SLS重型火箭。

这款“单次发射成本高达40亿美元”的火箭不仅成为高成本与低效率的代名词，也在特朗普政府持续削减太空预算的重压之下面临着“生存还是死亡”的终极问题。那么，针对SLS火箭的“富贵病”，美国宇航局还有后手可以“妙手回春”吗？

“病灶”源于何处？

虽然SLS火箭被扣上“高价”“低效”的帽子，但其全球第二款“能将载人飞船（虽然尚未载人）送入月球轨道的重型火箭”名号仍然货真价实。正所谓好东西唯一的缺点就是贵，执行载人登月任务的重型火箭，其昂贵的价格是由其极高的技术难度、极高的可靠性以及极低的使用频率决定的。载人登月任务对火箭的性能要求远超近地轨道任务，其难度主要体现在大运力、高可靠性、高深空环境要求等几个方面，价格自然也非一般运载火箭可比。而如此大推力、高标准的载人火箭，注定也很难使用在其他一般性太空发射任务中。这就导致火箭本身和配套设施缺少足够的规模效应，不仅火箭只能“专箭专用”，对应的发射场设施、地面支持系统和任务控制系统也必须独立配套，建设和维护成本被进一步拉高。

这也是土星5号火箭在阿波罗计划结束后就迅速除役，并且全部产线和产业链都被迅速消解的原因——即使财大气粗的美国也养不起这么昂贵的火箭。所以价格昂贵，势必是载人登月火箭的通病。

SLS火箭的“富”则是由其“出身”决定的。这款火箭之所以没有遵照美国火箭使用神明名字命名的传统，是因为它几乎就是已经盖棺入土的航天飞机“重生”后的版本——火箭芯一级使用了航天飞机的发动机，助推器用的是航天飞机同款加长版，燃料贮箱用的是航天飞机同款（甚至连颜色都没改），所以名字也不能大改。航天飞机的官方名字叫作太空运输系统（STS），所以这型火箭就叫作太空发射系统（SLS）。

始终标榜技术创新引领能力的美国宇航局，之所以要在如此重要的太空任务中，整出这样一个并不创新的“大活”，是因为这个项目的主导方并不是美国宇航局，而是美国国会。

为了能让航天飞机的各级承包商保留产线、供应链以及数以万计的工作岗位，有必要用SLS火箭的“新瓶”强行装下航天飞机的“旧酒”。所以，就算航天飞机技术并不特别适配单次使用的载人登月火箭，并且美国传统国防（航天）承包商的技术能力和管理水平都已严重退化，SLS火箭还是强行被扶正，不但经费充足，而且条件宽松——经费超支无限兜底、时限超期一延再延。也正因如此，美国国会才会召开本次听证会，试图保住SLS火箭的核心地位。

“富贵病”有的治吗？

SLS火箭单次高达40亿美元的发射成本，由火箭本身成本与任务相关配套成本两大部分组成。火箭本身成本又可拆分为研发分摊成本和一般性生产成本两部分，其中一般性生产成本是指单枚火箭的制造、装备、测试及发射场准备等直接成本，在火箭技术方案固化和国会推动拨款“锁单”的前提下，不会有大的变化。

而火箭研发分摊成本由于研制工作还在进行，以及发射次数的不确定性，还有可能大幅增加。这部分分摊成本已占据单次发射总成本约一半左右。毕竟，之前接近240亿美元的研发支出已经花出去了，为了“纸面上”把单次发射成本做好看，一方面需要极限控制新的研制成本增加，以合理控制总成本；一方面要为SLS火箭尽可能多争取到执行发射任务的机会，以增大分母。这需要美国宇航局和美国国会共同努力。

SLS火箭上面级的基础方案使用的是德尔塔4火箭（已退役）配套的RL-10B氢氧发动机，其推力无法支撑后续的门户空间站舱段发射任务。按照之前的研发计划，SLS发展型将使用深度改进的RL-10C发动机来大幅提升上面级的推进能力。但继续研发不仅将增加总支出，还会进一步拖慢研制进度。

所以，目前比较合理的“治疗方案”是直接搬运一款技术成熟的二级火箭以跳过研发阶段。联合发射联盟公司的半人马5上面级是比较合适的“平替”，蓝色起源公司新格伦火箭的上面级也可以作为备选，但需要进行适应性改进。

任务相关配套成本是指发射任务中除火箭外的其他必要支出，主要包括有效载荷及其适配成本、地面支持保障成本、任务控制和安全成本等。这些成本中，除去固定开销，能够控制的似乎仅有发射台架针对SLS火箭的适应性改进费用。这就需要SLS火箭尽量不要再出现较大的技术方案变化，而这又与火箭本身成本联系起来。

所以，SLS火箭由于先天的“富贵病”基因，现在想从技术角度降低成本已无可能，只能尽量控制不要让成本进一步增加。

能否“妙手回春”？

在这种情况下，美国宇航局还有可能挽救回SLS火箭吗？

SLS火箭从2011年正式研制到2022年成功首飞，在航天飞机成熟技术和生产线再利用的噱头下，成为赤裸裸的政商旋转门利益输送。在5年延期和238亿研发经费的沉没成本背书下，SLS火箭已经成为人类航天史上最为经典的项目和成本管控失败案例。而且，这一鲜活案例还在由于项目推进而继续更新。

如果没有特朗普政府强势推动太空预算大削减，以及“必须尽快重返月球”口号的内外挤压，SLS火箭和其背后的军工复合体仍然会岁月静好地“躺着就把钱挣了”。而面对这种“金主”直接操盘的政绩工程，美国宇航局虽然在技术方案和项目管控方面能够回旋的空间十分有限，但仍然有很多亡羊补牢的工作需要进行。

首先，美国宇航局要尝试让阿尔忒弥斯计划简单起来。这个项目堪称人类航天工程复杂程度之最，目前已知的载人飞船和运载器各有3款，而且飞船和运载器各有各的用途。在门户空间站有可能被砍，且“星舰”研制不顺的诸多不确定性因素影响下，简化计划实施构架、集中资源办大事才是当务之急。

其次，美国宇航局应未雨绸缪，加速推动SpaceX公司“星舰”和蓝色起源公司“新格伦”的研制进度，尽早实现在轨加注等关键性技术验证。它们一方面可以给SLS火箭增加来自竞争者的压力；一方面作为技术备份，可以随时接替SLS火箭的位置，实施载人地月运输。

更重要的是，作为曾经人类航天技术创新的执牛耳者，美国宇航局要拿出硬气和勇气，坚守自己的技术底色，跳出“口号制造机”和“经费旋转门”两大身份陷阱。