美國太空總署(NASA)在2017年6月14日慶祝位於佛羅里達州甘迺迪太空中心(Kennedy Space Center)的39B發射複合體 (Launch Complex 39B;LC-39B)啟用50週年;筆者最近造訪此地,讓我回想到1961年5月5日星期五那一天,我11歲。

當時太空人Alan B. Shepard, Jr.乘坐狹小的水星計畫(Mercury)太空梭「自由七號」(Freedom 7),成功執行了15分鐘26秒的次軌道(suborbital)飛行任務,也成為第一位進入太空的美國人;而我也是在那天立志成為一個電子工程師。

在那一天,頂部搭載「自由七號」的水星-紅石三號(Mercury Redstone 3)火箭,從佛羅里達州卡納維爾角(Cape Canaveral)美國空軍基地五號發射複合體(Launch Complex 5)發射時,我整天盯著ABC的轉播、沒有錯過任何報導;自此美國也展開了登陸月球的旅程。

就在2017年,我非常榮幸獲得深入LC-39B幕後參觀的機會;兩年內,將執行載人太空任務Exploration Mission-1 (EM-1)的獵戶座太空船(Orion Spacecraft)將會從此地以太空發射系統(Space Launch System,SLS)──號稱史上最強的火箭──搭載發射,其終極目標是在2030年之後實現登陸紅色星球──火星的深太空任務,讓人類足跡首次踏上地球以外的星球。

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NASA最新研發的SLS載人太空梭發射系統
(圖片來源:NASA)

筆者的NASA甘迺迪太空中心園區之旅,是由NASA通訊辦公室的Matthew Miller陪同,他還介紹我認識了年輕有為的LC-39B副專案經理Nick Moss,他是機械工程師出身,但對於發射複合體的各個方面都非常了解,並為我詳細介紹了此地正在為獵戶座太空船以及SLS火箭所打造之關鍵功能應用到的電子技術。

LC-39B發射坪改建工程

39B發射坪是在1960年代開始建造,這也是成功讓美國太空人登陸月球的阿波羅號(Apollo)太空梭任務起點;而此地將重新打造為太空人登陸火星任務的出發點。

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1966年3月7日,建築工人為39B發射平台澆灌混凝土
(圖片來源:NASA)

原本NASA計畫以「戰神」(Ares)發射獵戶座太空船,也就是在NASA太空梭於2011年全部退役之後執行載人太空任務的飛行器,但「戰神」計畫在2010年被當時的美國總統歐巴馬(Barack Obama)取消,之後NASA又指定SLS做為飛越地球軌道的太空人任務發射器。

目前正在進行的LC-39B改建工程有以下幾個重點:添加新通訊系統以及線路系統;替換環境控制系統(Environmental Control System);添加新的暖氣、通風與空調系統;替換發射坪周邊內部的多個水道系統管線。

還有在閥門複合體安裝新的點火過壓/隔音旁通閥(bypass valves),以及強化/替換發射坪表面的履帶(crawlerway)、翻新發射坪低溫推進劑(cryogenic propellant)儲存區。接下來本文將帶領讀者們看更多這些新建工程的細節,還有近距離觀察發射坪的導焰槽(Flame Trench)。

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筆者與LC-39B副專案經理Nick Moss (左)後方的就是39B 發射坪的導焰槽;SLS的排出的火焰會直接隨著水流方向從我們站的地方被導引向北。朝向北方的導焰槽長度約571英呎、寬度58英呎,高度則為42英呎
(圖片來源:Loretta Taranovich)

由太空梭發射任務改變用途的兩側導焰板(flame deflector)正在整修,並將重新安裝在導焰槽任一側的平台高度位置,用以降低平台與SLS火箭的損傷。在上圖後方右側可以看到上面有一個黑色數字3的柱子,左邊則有數字為6的相同柱子;它們是支撐SLS發射平台的六根主要支柱之中的兩根。

下圖是將載運SLS發射平台到39B發射坪的履帶運輸車(crawler);運輸車會將發射平台以及其上的SLS載運至發射坪,然後緩慢由地面升高至發射坪的表面位置。

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像這樣的運輸車將會載運SLS發射平台至不遠處的39B發射坪
(圖片來源:Loretta Taranovich)

NASA的履帶式運輸車是史上體積最龐大的車輛之一,在過去50年來一直都是以這種車輛載運NASA的火箭與太空船到發射坪上,而未來的太空任務也將繼續使用這種工具。專門載運SLS與獵戶座太空船的運輸車正在進行改裝。

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履帶式運輸車的履帶胎面皮帶「鞋」;每一個約7.5英呎(2.2公尺)長、1.5英呎寬(0.45公尺);每輛運輸車上有8個履帶式輪胎,每個輪胎上會有57個這樣的鞋子
(圖片來源:Loretta Taranovich)

下圖就是SLS的發射平台;在SLS移往39B 發射坪之前會安裝在此平台上。而履帶式運輸車會載運此發射平台緩慢移動到發射坪。

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SLS火箭發射平台
(圖片來源:Loretta Taranovich)

在佛羅里達州滿布雷暴的天空中,雷擊會是一個非常嚴重的問題;如果不幸遭遇雷擊,可能會對火箭發射造成災難性的影響。阿波羅十二號(Apollo 12)太空梭就在爬升通過的佛羅里達雲層時遇到雷擊;這是因為雲層產生了微弱電場,讓該艘太空梭被擊中兩次,並非是因為自然發生的閃電。

以上事件讓NASA注意到自然的閃電、以及因觸發而造成的雷擊問題;在幾年之後,挑戰者號太空梭(Challenger Space Shuttle)在執行STS-8任務發射時,發射坪也曾遭遇雷擊。為此NASA開發了一些非常聰明的方法,來避免這種突發性自然現象危及太空人以及發射坪上的各種設備。

 
繼續閱讀: 探訪NASA太空中心發射坪:先進避雷設備與導焰槽揭密

編譯:Judith Cheng

(文章上方大圖為2013年拍攝的NASA甘迺迪太空中心的39B發射坪鳥瞰圖,圖片來源: Linda Herridge,NASA甘迺迪太空中心)