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新手上路

发表于 2020-5-31 13:08:32 |显示全部楼层


时隔九年,美国最重要的一次航天发射,由 " 疯人 " 马斯克完成了。
美东时间 5 月 30 日下午 15 时 22 分(北京时间 5 月 31 日 3 时 22 分),两名美国宇航员搭乘埃隆 · 马斯克旗下 SpaceX 制造的 " 载人龙 " 飞船(Crew Dragon),飞向距离地球约 400 公里的国际空间站并将进行交会对接。执行此次代号为验证 -2(DM-2)任务的火箭,是同样出自 SpaceX 的猎鹰九号火箭。


SpaceX 载人龙飞船在肯尼迪航天中心 39A 发射台蓄势待发。(来源:NASA)
这次发射原定于美东时间 5 月 27 日进行,但当天的发射最终因天气不佳被取消。三天后天气好转,载人龙飞船瞄准零窗口,被猎鹰九号托举升空。


猎鹰九号点火升空。(来源:NASA 美国国家航空航天局)
究竟有怎样的意义?
为何说,这次是美国近 10 年来最重要的一次发射?
美国曾开创了航天飞机的辉煌时代,但因为成本居高不下,最终无奈放弃。2011 年 7 月 8 日,亚特兰蒂斯号航天飞机执行了最后一飞,自此美国本土再也没有进行过载人航天发射。
同时,这也是 1981 年航天飞机从 39A 发射台首飞升空后,美国宇航员首次乘坐全新设计的一种载人航天运输工具上天。据统计,美国此前共使用过 4 种载人航天运输工具,即水星号、双子星座号和阿波罗号飞船以及航天飞机。从全球范围看,算上前苏联 / 俄罗斯的东方号、上升号和联盟号飞船以及我国的神舟号飞船," 载人龙 " 在送人入轨的航天器中排名 " 老九 "。
而对马斯克而言,此次发射是其创立的太空探索公司 18 年来的首次载人飞行,更标志着 SpaceX 成为全球首家使用私人制造火箭和飞船将人类送入轨道的企业。也让马斯克火星移民计划的梦想更进一步。
不过,目前的发射仅仅是整个任务关键性的第一步。


火箭发射 9 分 39 秒后,猎鹰九号一级火箭成功完成海上回收。(来源:NASA)
按照计划,飞行约 19 小时后,两名宇航员道格拉斯 · 赫尔利和罗伯特 · 本肯将于美东时间 31 日 10 时 29 分,驾驶载人龙飞船与国际空间站进行对接。随后,将在国际空间站驻留约 30 天至 110 天,测试载人龙飞船并开展研究任务。任务结束时,载人龙飞船将自动脱离,离开空间站,重新进入地球大气层,在佛罗里达大西洋海岸溅落时,宇航员将被 SpaceX 回收船接回卡纳维拉尔角的码头。


载人龙飞船撤离空间站返回回收过程图。(来源:SpaceX)
后续任务中,包括交会对接、返回回收等仍存在一定风险。因此,现在还难言任务已经 " 十拿九稳 "。
要彻底摆脱俄罗斯?
回溯这次发射,可以说是美国重返月球、重获载人航天能力的一次苦涩的探索。
自航天飞机退役后,美国宇航员往返国际空间站的飞行,一直仰仗俄罗斯 " 联盟 " 飞船。这让曾在太空竞赛中,凭借 " 阿波罗登月计划 " 压过苏联一头的美国人很不甘心,内心的不爽自不必说。
更要命的是,每次借用俄罗斯飞船还要掏巨额的 " 座位费 "。据报道,为购买一个 " 联盟 " 号飞船的座位,NASA(美国国家航空航天局)需要向俄罗斯支付 9000 多万美元。美国使用俄罗斯 " 联盟 " 号飞船向国际空间站运送宇航员,已累计向俄方支付 39 亿美元,对 NASA 来说,这也是一笔不菲的费用。
摆脱对俄罗斯的依赖。
2014 年,NASA 启动 " 商业载人航天计划 ",与波音公司和 SpaceX 公司分别签订 42 亿美元、26 亿美元总价值 68 亿美元的合同,建造安全可靠兼具成本效益的空间往返运输系统,这两家公司提交的方案分别是 " 载人龙 " 飞船和 " 星际客机 " 飞船。
NASA 的内心是焦急的,曾希望 2017 年两家公司的飞船就能启用。但两家的飞船研制工作屡度推迟,先是因国会拨款不足,后来则是因为两家一次次遇到技术问题。


载人龙飞船。(来源:NASA)
不过,好在马斯克还算给力。2019 年 3 月,一艘无人驾驶的 " 载人龙 " 飞船自动与国际空间站对接,成功进行了首次无人测试飞行,圆满完成 " 验证 1"(DM-1)任务。当年 11 月," 载人龙 " 飞船完成静态点火测试,验证了 " 载人龙 " 飞船超级天龙座推进器的安全可靠性。这些关键动作为 " 载人龙 " 首次真人首秀做好了最后铺垫。
战力到底几何?
即将与空间站首次载人对接的 " 载人龙 ",实力究竟几何?
在全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩看来,载人 " 龙 " 飞船有三大亮点:首先,载人多,飞船设计可载 6 至 7 人,而俄罗斯的 " 联盟 " 号只能搭载 3 人。其次,飞船可重复使用。再次,飞船用途多,可将航天员送往空间站,经过改装后,也可进行载人登月。


载人龙飞船参数一览。(来源:NASA)
最为重要的安全性能上,载人龙表现也不错。
如果在猎鹰九号发射载人龙飞船过程中,火箭出现故障,载人飞船将不使用传统的逃逸塔,而是使用自身配备的超级天龙座发动机进行发射逃逸。在专家看来,这一方案的好处是逃逸系统全部在飞船上,具备了全程逃逸能力,而不仅仅是发射后的几百秒。
同时,在飞船返回时,由于飞船底部采用了新型隔热材料,再入大气层时可承受多次高温而不会出现严重退化,能更好地保护宇航员,而且也有利于乘员舱的多次重复使用。
飞船还采用了触摸控制屏等众多下一代航天器技术。极具未来感的设计,一改以往载人飞船重功能、轻设计、无美感的通病,让载人飞船成为一件高科技含量的 " 艺术品 "。


宇航员可以在载人龙驾驶舱内进行触摸操控。(来源:NASA)
不过,毕竟是一个全新型号飞船,要真正做到安全无忧,仍需要在实践中不断发展问题并改进完善。从俄罗斯的态度也可以看出这一点。之前,美俄双方打算最终在没有经费往来的情况下,互派宇航员加入对方飞船的飞行乘组,组成混编机组,以确保各自随时都有至少一名本方人员在站上留守。但俄方最近称,在 " 载人龙 " 和 " 星际客机 " 没有完成首批宇航员空间飞行任务前,他们不会同意让俄宇航员乘坐美方飞船。
为此,这次 NASA 也派出两名 " 老司机 " 执行 DM-2 任务。道格拉斯 · 赫尔利曾经两度驾驶过奋进号、亚特兰蒂斯号航天飞机,并成功执行了 2011 年亚特兰蒂斯号的最后一飞;罗伯特 · 本肯执行过 6 次太空行走,总计超过 37 小时。


道格拉斯 · 赫尔利和罗伯特 · 本肯(右)。(来源:NASA)
后续任务已经安排?
由于意义特殊,这次发射引起了美国总统特朗普的极大兴趣。这不,早在 5 月 27 日第一个发射窗口时,特朗普就带着妻子梅拉尼娅、女儿伊万卡等乘坐 " 空军一号 " 前往发射中心观看发射,准备目睹历史。结果,天公没给面子,让特朗普一家人扑了个空。
第一次老天爽约后,特朗普说还要来。果然,据 NASA 官网报道,在当天发射前,特朗普的 " 空军一号 " 又飞来了。从报道看,这次妻子、女儿没带,仅仅带了副总统彭斯。


特朗普这次只带了副总统彭斯前来观看发射。(来源:NASA)
当前,美国明尼苏达州警察暴力执法致一名黑人男子身亡的事件,正在美国各地引发抗议浪潮,白宫都紧急封锁了。此时,特朗普依然前来观看发射,心也是够大的。不过,从第一次拖家带口,到这次只带了彭斯,估计特朗普的兴致已是大减。
值得关注的是,这次龙飞船发射仍属于试飞,因此被冠以 "DM-2"。


执行 DM-2 的猎鹰九号火箭和载人龙飞船。(来源:NASA)
据 NASA 方面透露,如果此次任务进展顺利,NASA 将批准载人龙飞船定期往返国际空间站的飞行。载人龙飞船的首次商业载人飞行(Crew-1)最快可能在 8 月 30 日进行,届时将有 4 名宇航员被送往国际空间站,驻留 6 个月时间,其中包括一名日本宇航员。
不过,8 月的这次飞行能否按期执行,还要看这次 "DM-2" 任务是否圆满。
栏目主编:刘锟 本文作者:刘锟 文字编辑:刘锟

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