太空发射系统 （SLS） 是一种强大而灵活的自动驾驶仪架构，适用于 NASA 的运载火箭系列1.SLS 和猎户座载人飞船阿尔忒弥斯一号的首次飞行是一次严格的试飞，旨在在阿尔忒弥斯二号任务开始载人飞行之前彻底测试 SLS 火箭的所有系统2.SLS 火箭目前由 ASA 开发和建造，用于深空人类和机器人探索4.

在太空发射系统 （SLS） 程序中使用计算流体动力学 （CFD） 来模拟飞行的上升阶段。上升阶段在飞行器通过发射塔后不久开始，并延伸到第一个暂存事件。为了模拟 SLS 的上升，求解了 1000 多个 Navier-Stokes 方程的数值解，并且已对 5 种不同的 SLS 配置重复了此分析。为了管理这个苛刻的上升CFD任务，SLS程序开发了计算航空科学生产力和执行软件。为 3 维多功能烧蚀热保护系统 （3D-MAT） 材料开发了一种基于半经验物理的烧蚀和热响应模型。模型验证是通过比较计算结果与在 2014 年至 2020 年在 NASA 艾姆斯研究中心进行的弧喷测试系列中获得的可用数据来实现的。提出的电弧射流测试模型的炭化消融器模拟由二维隐式热响应和消融 （TITAN） 代码计算，数据平行线松弛法 （DPLR） 代码用于电弧射流流动模拟，以估计电弧射流总焓并定义 TITAN 模拟的测试模型表面的气动热边界条件。由于 3D-MAT 焦炭的表面催化效率低，无法确定确切的表面加热。因此，TITAN 仿真中使用了三种不同类型的边界条件，包括 1） 完全催化表面加热，2） 非催化表面加热，以及 3） 表面温度和衰退，用于模型验证。将电弧射流测试模型的预测表面和深度温度历史与高温计和热电偶数据进行比较，并将预测的测试模型表面凹陷和炭化深度与后测结果进行比较。

位于佛罗里达州的 NASA 肯尼迪航天中心的团队成功测试了发射控制系统，该系统用于发射 SLS（太空发射系统）火箭和猎户座飞船，用于阿尔忒弥斯登月任务。评估在肯尼迪发射控制中心的射击室进行，包括测试软件、音频和图像显示是否能很好地协同工作，以及演练发射台中止场景。

Engineers with Exploration Ground Systems （EGS） 计划将测试分为两部分：团队首先确保 Artemis 发射团队使用的软件可以同时处理多个输入。在软件测试之后，团队进行了发射倒计时模拟，从 T 负 2 小时 30 分钟开始，直到 liftoff，其中包括测试“中止开关”，该开关只有发射主管和助理发射主管才能在需要中止发射台的情况下翻转。

这标志着 NASA 为准备 Artemis II 任务而完成的下一组综合地面系统测试。 阿尔忒弥斯二号试飞将是美国宇航局在阿尔忒弥斯计划下首次载有机组人员的任务，将派遣美国宇航局宇航员里德·怀斯曼、维克多·格洛弗和克里斯蒂娜·科赫，以及 CSA（加拿大航天局）宇航员杰里米·汉森，进行为期 10 天的绕月之旅。

以超过 800 万磅的推力升空发射台，并在 8 分钟内以每小时近 25,000 英里的速度翱翔太空，这需要的不仅仅是动力，还需要大脑。NASA 322 英尺高的深空火箭的巨大硬件经常成为人们关注的焦点，但火箭的“大脑”——指导火箭飞行的航空电子设备和软件——指导所有这些动力。

航空电子设备是飞行所必需的电气系统，由软件驱动，告诉火箭应该去哪里，以及它应该如何转动发动机以保持正确的轨道。为了实现这一点，航天器实际上有几个“大脑”分布在其各个组件中。所有系统都相互通信，并与猎户座飞船航空电子设备和指挥系统通信。

SLS Block 1 变体上的飞行计算机位于核心级的顶部，该变体驾驶的是阿尔忒弥斯 I，并将驾驶阿尔忒弥斯 II 和 III。从 Block 1B 变体和阿尔忒弥斯 IV 开始，飞行计算机移动到新的上级，称为 EUS（探索上级）。

SLS 火箭的飞行软件由位于阿拉巴马州亨茨维尔的 NASA 马歇尔太空飞行中心的 SLS 团队内部开发，性能良好，符合阿耳忒弥斯一号的要求。从 GLS（地面发射定序器）到 ALS（自动发射定序器）的过渡是名义上的，所有 ALS 功能都执行没有问题。飞行过程中没有发生航空电子硬件问题，中止监控系统中也没有任何触发级别的“关闭”呼叫。有出色的核心级液氢和液氧闭环空隙控制。

NASA 首席 SLS 集成航空电子和软件工程师 Dan Mitchell（左）在阿拉巴马州亨茨维尔的 NASA 马歇尔太空飞行中心展示阿耳忒弥斯 II 宇航员 Reid Wiseman（中）和 Christina Koch（右）的软件测试设施。

美国国家航空航天局 （NASA

在 SLS 火箭的前 8 分钟内（从升空到核心级与太空级和 NASA 的猎户座飞船分离），核心级上的飞行计算机都在飞行 SLS。三台飞行计算机指导火箭的飞行，每台计算机处理数据以决定火箭的作用。为了安全和冗余，三台计算机中至少有两台必须始终正常工作。SLS 飞行计算机与四个 RS-25 发动机和两个固体火箭助推器的其他航空电子设备进行通信，还与 Orion 航天器共享该数据并将其传输给地面控制器。

每个 RS-25 发动机都有一个新的“大脑”，一个与核心级飞行计算机通信的控制器，以确保发动机以所需的水平运行。根据 SLS 规范进行了更新，新的发动机控制器在密西西比州圣路易斯湾的 NASA 斯坦尼斯航天中心进行了热火测试。

升空时，两个五段式火箭助推器在飞行的前两分钟内提供超过 75% 的推力。助推器航空电子设备接收来自飞行计算机的命令，在飞行的前 2 分钟内为火箭提供 80% 的控制权限。

SLS 核心级上的航空电子装置与飞行软件配合使用，在飞行的前 8 分钟内执行各种功能。有些控制导航，有些与 Orion 通信，有些控制发动机的执行方式。火箭“神经系统”的其他部分包括负责火箭到达目的地的冗余惯性导航单元、作为火箭体“心脏和血液”的动力系统，以及告诉火箭该做什么的传感器和效应器——就像你的传感器告诉你拿起笔或从燃烧的炉子上移开你的手一样。

NASA 于 2019 年 11 月 14 日对系统集成实验室进行了最终集成航空电子和飞行软件测试的认证。系统集成实验室的测试环境最准确地代表了火箭的整个航空电子设备和软件系统。认证意味着实验室已完成一系列测试和分析，以断言设施、其模拟环境以及航空电子设备和飞行软件已正确集成，并准备好进行正式的系统验证测试。

马歇尔的实验室不仅包括与核心级航空电子设备相同的飞行计算机和航空电子设备，还包括火箭助推器和发动机、发射控制中心和猎户座的仿真器。

整个助推器和核心级配备的内部飞行软件和航空电子设备与三台 SLS 飞行计算机一起运行，并与航空电子系统连接，以控制所有功率并安全地引导火箭离开地球轨道。该软件还可以与佛罗里达州 NASA 肯尼迪航天中心的 Exploration Ground Systems 团队的软件配合使用，SLS 就是从那里发射的。

在与实验室相同的房间里，软件集成和测试设施为火箭核心级的航空电子系统集成和测试硬件。这两个设施提供了火箭“内部器官”的全面范围，因为工程师团队运行了数百次虚拟发射，以验证火箭的数千行功能代码，以评估它在太空中的表现。

这些设施包含一整套用于火箭核心级、助推器和发动机的航空电子设备和软件，以支持端到端的航空电子设备和软件系统测试。在阿尔忒弥斯一号离开发射台之前，火箭在模拟中飞行了数千次。

阿尔忒弥斯 II 和 III 的飞行软件将与阿尔忒弥斯 I 相同，但根据每次飞行的经验教训以及新的任务要求进行一些更改。新的 Block 1B 变体需要新的软件。该飞行软件目前正在马歇尔开发中，并将在阿尔忒弥斯四号上首次飞行，帮助国家和世界以前所未有的方式探索月球、火星和太阳系。