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今天,SpaceX首次载人火箭发射成功!马斯克改写人类航天史

北京时间 5 月 31 日凌晨 3 点 22 分,在佛罗里达卡纳维拉尔角,全球最大的载人航天飞船「龙」载着宇航员成功上天了。

文章转载自:机器之心

ID:almosthuman2014

编辑:jane27


 

刚刚,SpaceX首次载人火箭发射成功!马斯克改写人类航天史

 

这是自 2011 年航天飞机停止运行以来,9 年来首次有宇航员搭乘载人飞船从美国本土升空。由航天员 Bob Behnken 和 Doug Hurley 组成的小队,踏上了前往国际空间站的旅程。

在全球瞩目之下,载人龙飞船在升空约 2 分钟后完成一级火箭分离,9 分半钟后一级火箭成功降落海上平台着陆回收。在第 12 分钟成功按计划与火箭二级分离,标志着商业载人飞船第一次测试的一切顺利。

「这是一个新的时代,航天飞行从此翻开了新的一页。」美国宇航局 NASA 主管 Jim Bridenstine 说道。全世界目睹了这一历史性时刻。

「也许这是一个让美国人停下来抬头看一看的机会,看一下这一光辉灿烂、充满希望的时刻,看看未来是什么样子。让大家看到美利坚合众国即使在困难时期也可以做出伟大的事情。」Jim Bridenstine 说道。

 

01

12 分钟的历史性时刻

按照原计划,龙飞船的首次载人试飞时间是美国东部时间 5 月 27 日凌晨 4 时 33 分,因天气条件不利,发射任务在最后一刻宣布推迟。接下来的发射窗口是 5 月 30 日下午和 31 日下午。

美国东部时间 5 月 30 日下午,发射流程重启,Behnken 和 Hurley 身着 SpaceX 的定制加压服再次前往位于佛罗里达州卡纳维拉尔角的 NASA 肯尼迪航天中心发射台。半个世纪之前,这个发射台还承担过阿波罗登月飞船的发射任务。

送他们前往现场的是一辆贴着 NASA 标志的白色特斯拉 Model X:

 

刚刚,SpaceX首次载人火箭发射成功!马斯克改写人类航天史

 

这次发射行动的代号为 Demo-2,SpaceX 的猎鹰 9 号火箭站在了美国肯尼迪航天中心 39A 发射台上,这也是当年载人登月火箭土星五号的发射平台。

到达发射台现场后,二人乘电梯前往猎鹰 9 号火箭的顶部,穿过一个悬空走廊,抵达龙飞船入口:

 

刚刚,SpaceX首次载人火箭发射成功!马斯克改写人类航天史

 

随后,Behnken 和 Hurley 爬进太空舱并关闭舱门,之后是加注液氧环节。这一点曾经引起了很大争议,在航天飞机运行时期,将燃料装载到航天器中被认为是具有危险性的,因此一般会在宇航员登机之前就完成,但 SpaceX 选择在发射前半小时加油,使用了一种低温推进剂来提高飞船的性能。

鉴于美国当下的新冠大流行状况,NASA 已事先向公众呼吁「最好是在网络上观看发射情况,不要像以往那样,成群地挤在发射基地附近的海滩上围观」。根据 NASA 的统计,超过 300 万人观看了发射的直播。

为了避免将新冠病毒带至空间站,并保证二人在太空停留期间保持健康状态,Behnken 和 Hurley 在火箭发射前进行了严格的医学隔离。

 

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Behnken 和 Hurley 两人这次身着的宇航服,和 2018 年重型猎鹰送上太空、开着特斯拉跑车的假人宇航员「Starman」所穿的是同款。

北京时间 5 月 31 日凌晨 3 点 22 分,万事具备,风起「龙船」升空。

 

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发射 2 分半钟后,一级火箭分离。

 

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一切都在按照计划有序进行,发射 9 分半钟后,猎鹰 9 号火箭将龙飞船释放至低地球轨道,然后火箭返回地球,在大西洋上被自动驾驶船回收。

 

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到了第 12 分钟,龙飞船与二级火箭成功分离。

 

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如果一切顺利,两位宇航员将在龙飞船内完成 19 小时的绕地球环行,在北京时间 5 月 31 日 22:30 与空间站对接,与近两个月来一直在那里工作和生活的三位宇航员会合。

 

02

美国载人航天的重启动

此次发射任务创造了很多个「第一次」:龙飞船首次载人航天发射;2011 年航天飞机退役后美国本土首次载人航天发射;美国乃至全球商业载人航天时代第一飞……从 NASA 到各路媒体,美国各界早就想好了口号:Launch America。

 

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最重要的是,这是 17 年来首次用一种新型飞船将人类送至地球轨道,这是一种将人类送往太空的全新方式。

 

刚刚,SpaceX首次载人火箭发射成功!马斯克改写人类航天史

 

在 2011 年之前,美国主要依靠航天飞机将航天员送上太空。这种运载工具运力大、可重复使用,既能像运载火箭那样垂直起飞,又能像飞机那样在返回大气层后在机场着陆。但它也有致命的缺点:安全性差、费用高。

1986 年的挑战者号航天飞机发射失败,带走了七位宇航员的生命。2003 年,悲剧再度重演,哥伦比亚号航天飞机从太空返回地球的时候发生解体,同样造成 7 名宇航员牺牲。这些悲剧的发生以及高昂的成本使得美国在 2011 年彻底放弃了航天飞机的使用。

从那以后,NASA 一直要依靠诞生于上世纪 60 年代的俄罗斯联盟号飞船将宇航员送到国际空间站,这也是 NASA 将宇航员送到空间站的唯一选择。由于这种垄断局面的形成,联盟号的「船票」一路水涨船高,2018 年涨到了平均 8100 万美元一张。据统计,在过去的 9 年里,美国在这一项目上向俄罗斯支付了近 40 亿美元。

为了结束对另一个国家的依赖,NASA 开始与私营企业合作,在「商业船员计划」中,NASA 挑中了 SpaceX 和波音来合作开发自己的运载工具。NASA 投了 31.4 亿给 SpaceX 打造龙飞船,投了 48 亿给波音打造 CST-100 星际航线(Starliner)飞船。这些年来,两家公司一直在较劲,最终 SpaceX 占了上风:今天,它已经成为了史上第一家将人类送入太空的私营企业。

 

03

载人版龙飞船

龙飞船(Dragon)又叫「天龙号」飞船,其名字来自于美国民谣歌曲《神龙帕夫》。龙飞船由马斯克建立的太空民企——美国太空探索技术公司(SpaceX)牵头研发,是全球屈指可数的商用太空飞船之一,也是世界上第一艘由私人公司研发的航天飞船。

龙飞船是一个长 8.1 米、宽 4 米的子弹形太空舱,与 1969 年至 1972 年将 NASA 宇航员送上月球的阿波罗飞船大致相似,最多可携带 7 人执行任务。

 

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第一代货运龙飞船于 2010 年 12 月 8 日试飞成功;2012 年 5 月 22 日,龙飞船第一次全功能发射并完成向国际空间站的补给任务;2014 年 5 月 29 日,SpaceX 举行载人龙飞船发布会,迈出了商业载人计划的第一步;2019 年 3 月 2 日,SpaceX 完成了首次载人龙飞船的无人验证飞行。

截至目前,「龙飞船」已经在国际空间站和地球之间运送了 21 次物资,其中还包括 9 次返回任务。

如果 Space X 此次试飞可按计划进行,今后 NASA 将开始使用龙飞船来携带宇航员往返国际空间站。并且这次使用 SpaceX 的猎鹰 9 号火箭发射大大降低了将卫星送入太空的成本,因为它们可重复使用火箭助推器等昂贵部件。

与执行货运任务的龙飞船有所不同,载人龙飞船增加了一个紧急中止系统,用于在发射过程中出现紧急情况时将飞船与火箭分离。SpaceX 在今年早些时候的一次测试中成功验证了该系统。

在安全性层面,如果龙飞船在发射不久后发生故障,宇航员可启动八枚特制发动机,操纵太空舱脱离猎鹰 9 号火箭,打开降落伞并降落在海里。

 

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2020 年的太空飞船已经用上了触屏界面,看起来比《星际穿越》里的还要简洁。

龙飞船的控制系统基于触摸屏操作,NASA 指出,这套系统具备强大的容错能力。由于执行任务时宇航员们穿着定制的 SpaceX 太空服,因此控制系统被设计为无论宇航员是否戴着手套,触摸屏都可以正常工作。

此外,载人龙飞船是高度自动化的,能够自主对接国际空间站,如果确实需要宇航员进行干预和控制,他们将通过触摸屏而不是开关来完成。这种高度自动化的设计降低了操作难度,或许是航天飞行平民化的一种标志。

 

04

不断创造奇迹的猎鹰 9 号

将龙飞船和宇航员们送上太空的是 SpaceX 猎鹰 9 号重型运载火箭,近年来它已经成为了航天领域的明星。这款火箭最新的 Block 5 版高 70 米,重 549 吨,能够向近地轨道发射多达 22.8 吨重的货物——国际空间站就是在这一高度上运行的(347-360km)。

和往常的发射一样,作为「载荷」的乘员在火箭鼻锥的位置,在火箭发射升空后,猎鹰 9 的一级火箭(最大的一级)将重新进入大气层,返回 SpaceX 的海上回收平台进行回收。此前,猎鹰 9 的一级火箭已经成功回收了 44 次。

猎鹰 9 号运载火箭在人类航天史上有着非常重要的历史地位:它是历史上第一枚可多次重复使用一级助推器的液体燃料运载火箭,推翻了运载火箭只能一次性使用的思维定势。它也是第一枚完全于 21 世纪开发和设计的火箭,此外也是美国首度由私人企业承包国家探索太空的发射工作,开启了商业航天时代。

 

刚刚,SpaceX首次载人火箭发射成功!马斯克改写人类航天史 发射前的猎鹰 9 Block 5 火箭。

猎鹰 9 号低成本、多发并联、垂直回收、多次使用、快速迭代的设计思路彻底颠覆了传统的航天思维,影响了商业航天时代火箭的设计,其极为低廉的发射价格也彻底改变了国际商业航天的市场格局。

自今年 4 月 22 日「一箭 60 星」的星链计划(Starlink)任务成功后,目前 SpaceX 公司在太空的卫星已达到了 422 颗,超越了任何国家和卫星公司,成为世界上拥有卫星最多的组织。而猎鹰 9 号也超越阿特拉斯五号火箭,成为了美国现役发射次数最多的火箭。其所用时间,还不到阿特拉斯五号火箭的一半。

 

05

两位航天员:是同班同学

执行 NASA 多年来最重要一次飞行任务的鲍勃·本肯(Bob Behnken)和道格·赫尔利(Doug Hurley)也因为今天的发射而被人们所知。

有趣的是,这两位宇航员的人生轨迹就像一对平行线:两人都经历了从美军飞行员到试飞员的过程,进入了同一期 NASA 宇航员培训班。在那里他们都遇到了自己的妻子。作为目前美国最为资深的航天员,两人都曾执行过太空任务,开过航天飞机,也都是一个男孩的父亲。

本肯和赫尔利的妻子也都是 NASA 宇航员,他们经常开玩笑说:「感谢宇航员选拔委员会负责人,为我们挑选配偶所做的出色工作。」

赫尔利的妻子是 NASA 宇航员凯伦·尼伯格(Karen Nyberg)。她参加过两次太空飞行,2013 年曾在国际空间站长期逗留。本肯的妻子麦克阿瑟(McArthur)也是一名宇航员,她在 2009 年完成最后一次航天飞机维修任务。他们有一个 6 岁的儿子西奥多(Theodore)。

 

刚刚,SpaceX首次载人火箭发射成功!马斯克改写人类航天史

 

5 月 23 日,Demo-2 任务在佛罗里达州卡纳维拉尔角的 NASA 肯尼迪航天中心发射升空之前,Hurley(左)和 Behnken(右)离开了尼尔·阿姆斯特朗大楼。

过去,美国宇航员也会有在任务中互相竞争的情况,不过本肯和赫尔利之间的关系非常融洽,还曾互相在对方的婚礼上当伴郎。

认识他们的人说,在座舱中和训练时,他们之间的融洽关系成为了一种兄弟般的纽带,可以使他们一边互相开玩笑,一边帮对方完成没说完的话,看起来就像在说脱口秀一样。

这种亲密的关系将为他们在执行任务时提供不少帮助。不论如何,即使 NASA 官员们也认为这次飞行算得上有点冒险:载人版龙飞船此前只经历过一次飞行。在 2019 年 3 月的一次无人飞行任务中,来自 NASA 和 SpaceX 的官员表示,飞行任务完美无缺。但很快同样型号的飞船在与国际空间站对接后返回时遭遇了爆炸事故,为本次任务的前景带来了阴影。

不过这次成功的发射,已经让人们悬着的心放下了大半。

目前这两位航天员在国际空间站上的时间长度还未确定,美国宇航局表示,这项任务预计将持续 1-4 个月。

最后,如果你也想体验一把驾驶龙飞船与空间站对接的感觉,可以尝试一下 SpaceX 前段时间推出的一个仿真游戏:

 

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游戏链接:https://iss-sim.spacex.com/

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