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载人龙飞船首飞为何意义重大?

对于埃隆•马斯克(Elon Musk)的SpaceX而言,风险从未如此之高。原计划于当地时间5月27日下午4:33(北京时间5月28日凌晨4:33),该公司将尝试将两名NASA宇航员送入国际空间站,执行名为Demo-2的任务。由于天气原因,在临近发射17分钟前取消载人航天发射,时间将推迟到5月30日下午3:22(北京时间5月31日凌晨3:22)发射。

这将是历史上第一次由商业航天公司将人类送入地球轨道。 美国宇航局和太空迷们等了近十年才迎来这一里程碑式的时刻,这将标志着人类太空飞行重返美国国土。

尽管冠状病毒(Covid-19)大流行已导致美国各地的私营部门和政府部门关闭,但SpaceX公司的“载人龙飞船”(Crew Dragon)航天器的发射仍在继续。美国国家航空航天局表示,他们必须继续执行这项任务,以保证国际空间站拥有充足的美国宇航员。

美国宇航局高级官员吉姆·布里登斯汀也表示,他希望飞船的发射能在目前的健康危机中激发人们的信心,并让公众振作起来。

为什么这次很重要?

自2011年航天飞机项目结束以来,美国还没有将自己的宇航员送入太空。从那以后,NASA的宇航员不得不前往俄罗斯,在俄罗斯的联盟号宇宙飞船上训练。这些座位已经花费了NASA高达8600万美元。

但是航天局没有选择自己制造航天飞机的替代品。相反,它要求私营部门开发一种能够安全运送宇航员往返国际空间站的航天器——这是一个有争议的决定,因为NASA之前从未将载人航天器的开发外包出去。他们的想法是,商业公司可以降低成本,刺激创新,而NASA将有更多的时间和资源专注于更深入地探索太阳系。


正在研发的载人飞船横向对比

2014年,美国国家航空航天局(NASA)授予了两份合同:一份是42亿美元给波音公司(Boeing),用于建造“星际飞船”(Starliner),另一份是26亿美元给SpaceX公司,后者计划建造一艘与“龙”号相当的载人航天器,该航天器已经在向国际空间站(International Space Station)运送货物。NASA已经为SpaceX公司投入了开发用于运输货物的“龙”号宇宙飞船的资金。美国宇航局表示,波音公司获得了更多的资金,因为它是从零开始设计Starliner的。

波音公司最近遭遇了重大挫折,因为在一次关键的无人飞行测试中,一架星际飞船太空舱出现故障。但如果SpaceX能够完成这项任务,这将是NASA的重大胜利,NASA一直在推动更多的商业合作。

更不用说,美国宇航局将不再需要俄罗斯提供服务。


何时何地发射?

美国国家航空航天局和SpaceX目前的目标是星期三美国东部时间4点33分从佛罗里达州布里瓦德县的肯尼迪航天中心发射升空。如果坏天气或技术问题成为障碍,NASA将把5月30日和5月31日作为备份日。

截至周一晚间,出现有利天气状况的可能性约为60%。发射当天,官员们将在发射前6小时、4小时和45分钟对天气进行评估。


火箭将从“39A发射台”发射,该发射台是非常具有历史意义,从阿波罗时代起就一直是各种任务的起点,包括1969年的首次登月。SpaceX公司目前正在从NASA租赁发射台。

SpaceX和NASA将在发射过程中合作进行网络直播,他们将保持直播,至少持续到发射后19小时,载人龙飞船Crew Dragon与空间站对接。


CNN和其他新闻网络也将在电视和网络上分享实时更新。


曾用于阿波罗计划的39A发射台

什么是载人龙飞船?

这是一个软糖形状的胶囊,直径约13英尺,配备了7个座位和触摸式控制屏。


SpaceX全新宇航服

龙飞船和宇航员将乘坐SpaceX公司的猎鹰9号火箭进入轨道,宇航员将在发射当天使用空中“乘员通道臂”登上飞船。在火箭将乘员龙送入高层大气后,飞船将分离并启动自己的推进器,开始向空间站移动。

“龙”号太空舱是完全自主运行的,所以宇航员只需要监控系统,并与任务控制中心保持联系。

宇航员在到达国际空间站之前将在飞船上度过大约19个小时。

载人龙飞船里设有厕所。但是有关其工作原理的细节尚未公布。一名参与“乘员龙”项目的宇航员说,他已经看到了设计方案,并表示使用条件“完全适合这项任务”。

载人龙飞船安全吗?

SpaceX和NASA都必须针对所有重要测试流程达成统一意见。这次任务也不会有什么不同。

上周,NASA进行了一次“发射准备审查”,目的是确保所有项目参与者都能安心地向前推动。

宇宙飞船离开地球的任何时候都有风险,而且没有完美的测量方法来预测它们。

但NASA确实在尝试降低发射失败率:

SpaceX被要求确保载人龙飞船发生灾难性故障的几率符合NASA的衡量标准——低于270分之一。目前无数次的飞船风险评估计算和实验中,在135次飞行任务中,发生了两次航天飞机悲剧——68分之一的失败率。

还应该指出的是,载人龙之前的非载人太空之旅是极其少见的。航天飞机从来没有进行过无人驾驶的试驾。这使得SpaceX在飞行器载人之前收集更加完整的数据。


此前载人龙飞船无人测试飞行流程


“乘龙”号还配备了一个独特的紧急撤离系统,设计用于在出现问题时将宇航员抛到安全的地方。

SpaceX达到这一目标有多难?

多年来,SpaceX与NASA的关系发生了巨大变化。本世纪头十年,SpaceX的几次火箭发射尝试均以失败告终。2008年,该公司几乎破产,直到它成功将一枚早期的猎鹰1号(Falcon 1)火箭安全送入轨道。在那之后NASA抱着试试看的心理,授予SpaceX公司一份价值16亿美元的合同,使用名为“猎鹰9号”(Falcon 9)的火箭和新型太空舱“龙”(Dragon)向空间站运送货物。

此后,SpaceX和NASA一直在密切合作,但是少数的失败是不可避免的。SpaceX公司的猎鹰9号(Falcon 9)曾执行过两次失败的任务,其中一次是在2015年,当时一枚运载5000磅货物到空间站的火箭在进入轨道的途中爆炸。2016年,另一枚猎鹰9号火箭在佛罗里达州的发射台爆炸,摧毁了一颗价值2亿美元的电信卫星。

但到目前为止,SpaceX发射的80多个猎鹰9号(Falcon 9)任务中,绝大多数都进展顺利。

“载人龙”(Crew Dragon)航天器的研发曾在去年遭遇挫折,当时SpaceX公司对该航天器的紧急撤离系统推进器进行地面测试时出现了爆炸故障。


撤离系统推进器在测试中爆炸


SpaceX公司花了几个月的时间重新设计了载人龙的设计,在1月份撤离推进器运行完美后与NASA进行了沟通,并确定了载人龙飞船的发射计划。

NASA依赖了近十年俄罗斯的载人飞船,此次Space X的载人发射,是九年来首次在美国本土进行的载人航天发射,也是人类第一次乘坐商业飞船飞往太空。首次发射能否成功,关乎着马斯克的太空雄心、NASA背后所反映的国家尊严,以及更深层次的大国博弈。

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