Jak działa mega-rakieta SLS NASA – i dlaczego to ma znaczenie

Rakieta zbudowana do lotów w daleki kosmos

Przez dekady po wycofaniu wahadłowców kosmicznych w 2011 roku NASA nie dysponowała pojazdem zdolnym do wysyłania ludzi poza niską orbitę okołoziemską. System Startu Kosmicznego (SLS) został zbudowany, aby wypełnić tę lukę – superciężka rakieta nośna jednorazowego użytku, zaprojektowana specjalnie do wynoszenia kapsuły załogowej Orion i dużych ładunków w kierunku Księżyca, a ostatecznie w dalsze rejony Układu Słonecznego.

SLS, mierzący 98 metrów wysokości w konfiguracji Block 1, jest najpotężniejszą rakietą, jaką kiedykolwiek wystrzeliła NASA. Podczas pierwszego startu w ramach bezzałogowej misji Artemis I w listopadzie 2022 roku, wygenerował ponad 3,9 miliona kilogramów ciągu podczas startu – o około 20 procent więcej niż legendarna rakieta Saturn V, która przeniosła astronautów Apollo na Księżyc.

Jak współpracują poszczególne stopnie

Dwie rakiety pomocnicze na paliwo stałe

Dwie boczne rakiety pomocnicze na paliwo stałe są największymi, jakie kiedykolwiek zbudowano do lotów załogowych. Każda z nich ma wysokość 17 pięter, waży 725 ton i wytwarza do 1,6 miliona kilogramów ciągu. Razem rakiety pomocnicze dostarczają ponad 75 procent całkowitego ciągu podczas pierwszych dwóch minut lotu. Wywodzą się z czterosegmentowych rakiet pomocniczych wahadłowców kosmicznych, ale zostały wydłużone do pięciu segmentów, aby uzyskać większą moc. Po zużyciu paliwa oddzielają się i spadają do oceanu.

Stopień centralny

Pomiędzy rakietami pomocniczymi znajduje się stopień centralny – cylinder o wysokości 65 metrów i średnicy 8,4 metra, zbudowany przez Boeinga. Zawiera 2,78 miliona litrów przechłodzonego ciekłego wodoru (w temperaturze -253 °C) i ciekłego tlenu (w temperaturze -183 °C). Cztery silniki RS-25, dziedzictwo programu wahadłowców kosmicznych, odpalane są na kilka sekund przed startem i pracują nieprzerwanie przez około 500 sekund. RS-25 wykorzystuje cykl spalania stopniowego, mieszając wodór i tlen pod ekstremalnym ciśnieniem, aby wytworzyć wydajny, kontrolowany ciąg. Razem cztery silniki generują około 900 tysięcy kilogramów siły, uzupełniając surową moc rakiet pomocniczych.

Stopień górny

Po oddzieleniu się stopnia centralnego po około ośmiu minutach lotu, do akcji wkracza Tymczasowy Kriogeniczny Stopień Napędowy (ICPS). Napędzany pojedynczym silnikiem RL10 spalającym ciekły wodór i tlen, ICPS wykonuje jeden lub dwa zapłony, aby umieścić Oriona na trajektorii w kierunku Księżyca. Podczas pierwszych trzech misji Artemis ICPS służy jako stopień górny; NASA planuje przejść na stopień górny Centaur V firmy ULA, z dwoma silnikami RL10, dla misji Artemis IV i kolejnych.

Co może wynieść SLS

W konfiguracji Block 1, SLS może wysłać ponad 27 ton metrycznych (59 500 funtów) na Księżyc podczas jednego startu – wystarczająco dużo dla statku kosmicznego Orion, jego czteroosobowej załogi i sprzętu pomocniczego. NASA pierwotnie planowała potężniejsze warianty Block 1B i Block 2 z Exploration Upper Stage i ulepszonymi rakietami pomocniczymi, ale w lutym 2026 roku administrator Jared Isaacman anulował te ulepszenia na rzecz standaryzacji na Block 1 ze stopniem górnym Centaur V, aby zmniejszyć ryzyko i poprawić częstotliwość startów.

Dlaczego to ma znaczenie

SLS jest obecnie jedyną rakietą dopuszczoną do wysyłania astronautów poza niską orbitę okołoziemską. Podczas gdy komercyjne alternatywy, takie jak Starship SpaceX, są w fazie rozwoju, SLS pozostaje sprawdzoną ścieżką NASA dla załogowych misji księżycowych w ramach programu Artemis. Jego filozofia projektowania – łącząca dziedzictwo sprzętu z epoki wahadłowców z nowoczesną awioniką – pozwoliła NASA wykorzystać dziesięciolecia doświadczeń inżynieryjnych, spełniając jednocześnie wymagające wymogi lotów w daleki kosmos.

Krytycy wskazują na jego koszt i powolne tempo startów; przerwa między Artemis I i Artemis II przekroczyła trzy lata. NASA odpowiedziała, dodając misje i dążąc do co najmniej jednego lądowania na powierzchni Księżyca rocznie po 2027 roku. Niezależnie od tego, czy SLS pozostanie kręgosłupem amerykańskiej eksploracji dalekiego kosmosu, czy też zostanie ostatecznie uzupełniony przez komercyjne pojazdy ciężkiego transportu, stanowi on krytyczny pomost między erą wahadłowców a następnym rozdziałem ludzkości poza Ziemią.