北京時間11月16日8:27,在美國佛羅里達肯尼迪航天中心,SpaceX的載人龍飛船搭乘獵鷹9號運載火箭,將運送3位NASA宇航員和一名日本宇航員發射升空。龍飛船計劃與國際空間站對接,4位宇航員將開展約半年的太空站任務。這也是首次經批准的正式商業載人航天任務,標誌着商業載人航天的重要里程碑。 

點火2分36秒後,龍飛船與一級火箭分離。

點火約10分鐘後,一級火箭成功降落並被回收。

點火12分15秒後,飛船與二級火箭分離。此後,龍飛船獨自踏上前往國際空間站的旅程。

“這是首次有4名宇航員,並且通過商業航天器前往國際空間站,這也是美國聯邦航空管理局(FAA)首次批准前往軌道的商業載人航天器,”NASA局長吉姆·布里登斯廷(Jim Bridenstine)表示,“此次飛行有着衆多‘第一’,4位宇航員也將在未來半年內取得更多驚奇的發現。”

打破航天器“發射荒”

自從首架航天飛機“哥倫比亞”於1981年升空以來,航天飛機一直是NASA進行載人航天項目、搭建國際空間站的有力工具。但隨着“挑戰者”號和“哥倫比亞”號航天飛機相繼發生事故,加之其餘的3架航天飛機逐漸老化,2010年,NASA決定將航天飛機全部退役。2011年7月,“亞特蘭蒂斯”號航天飛機成功執行最後一次任務後,航天飛機正式宣告退出歷史舞臺。

在此之後,美國的載人航天陷入了近10年的空窗期。由於缺乏載人航天器,美國宇航員只能搭乘俄羅斯的“聯盟”號飛船進入國際空間站。費用昂貴不說,“寄人籬下”使得國際空間站中NASA宇航員的數量也受到了限制。

不過,NASA顯然不會任由這種情況持續太久,但這次研發的主角由他們自己轉變爲商業公司。在決定退役航天飛機的同一年,NASA就宣佈了下一代商業載人航天計劃。此後,兩家企業——馬斯克的SpaceX與波音公司展開了激烈的競爭,而NASA則爲兩家公司提供資金支持。

其中,波音公司製造的CST-100星際航線(Starliner)飛船於去年年底進行了無人試飛,計劃與國際空間站對接。但由於任務計時器出錯,飛船燃燒的推進劑超過預期,因而偏離了原定航線,錯過了與空間站對接的機會。就在上週,NASA宣佈星際航線的下一次無人測試將於2021年一季度進行,而首次載人飛行預計至少要到明年夏天才能進行。

SpaceX龍飛船的研發過程同樣歷經波折。去年4月,龍飛船在進行發動機自動點火測試時,一個閥門故障導致火箭發射的推進劑泄漏,從而引發連鎖反應,導致爆炸。就在當月,龍飛船在返回艙着陸測試中也遭遇了挫折。返回艙配備的4個降落傘中,除去一個爲測試系統控制能力而“主動未打開”的,其餘3個未能正常打開,導致返回艙高速撞毀。

不過,在查明並解決了一系列問題之後,龍飛船還是搶先一步實現了商業載人航天的目標。今年5月30日,龍飛船已經載着兩名宇航員道格拉斯·赫爾利(Douglas Hurley)和羅伯特·貝恩肯(Robert Behnken)前往國際空間站,完成了Demo-2演示任務的最後一環。經過64天的太空之旅,龍飛船在大西洋成功濺落,兩名宇航員安全返回。此次任務的成功標誌着商業航天時代的開啓,並獲得了關於運載火箭、龍飛船、地面系統、在軌飛行、對接、返回、着陸等全流程的數據,爲飛船最終認證提供了參考。

此後,SpaceX除了等待FAA的最終批准,還進一步改進了之前存在的問題。SpaceX 副總裁漢斯 · 科尼斯曼(Hans Koenigsmann)表示,工程師們發現,再入大氣層時的高溫對飛船隔熱罩造成了過度侵蝕,該公司已經加固了易受影響的部分。其次,在第一次載人飛行時降落傘打開的高度有點低,如今降落傘的高度測量系統也得到了改進。最近,SpaceX 還更換了執行發射任務的獵鷹 9 號火箭的兩個發動機,這使發射延誤了兩週。

經過近半年的等待,NASA於11月10日宣佈,FAA對載人龍飛船和獵鷹9號火箭的認證工作已經完成,認爲SpaceX有能力運送宇航員往返於軌道,並授予SpaceX 6次乘員運輸任務,每次任務將最多搭乘4名航天員,同時向國際空間站運送100千克貨物。這是NASA歷史上首次給予商用載人航天系統認證。

4位宇航員

此次被命名爲Crew-1的任務共有4名成員參與,他們分別是NASA宇航員香農·沃克(Shannon Walker)、維克多·格洛弗(Victor Glover)和邁克爾·霍普金斯(Michael Hopkins),以及日本宇航員野口聰一(Soichi Noguchi)。

其中,霍普金斯是首位在太空艙內指揮4人機組團隊的指揮官,他也是首位隸屬於美國太空軍的NASA宇航員。此次的駕駛員格洛弗是本次機組人員中,唯一一位首次進入太空的。他也將成爲國際空間站建立20年以來,首位承擔全職工作的黑人成員。沃克曾於2010年6月乘坐聯盟號TMA-19進行了首次太空飛行任務。

除了以上3位NASA宇航員,日本宇航員野口聰一也加入了本次任務。他此前曾乘坐過美國的航天飛機及俄羅斯的“聯盟”號飛船兩度前往太空。野口聰一成爲首位搭乘美國商業航天器的非美國籍宇航員,也是史上第三位搭乘3種不同類型航天器進入太空的宇航員。

設計亮點

載人龍飛船使用了類似阿波羅飛船的太空艙設計,可以容納7名宇航員。霍普金斯將其命名爲“適應力”(Resilience)。霍普金斯說,2020年充滿了挑戰,我們需要從太空計劃中獲得正能量。之所以選擇這個名字,是因爲它不僅與4名宇航員有關,還要爲每個人的生活帶來一些積極的東西。

太空艙下方連接的是服務艙,這裏包含了太陽能電池、散熱器、儲物空間等。整個龍飛船直徑4米,高8.1米,使用了16個天龍座推進器用於在軌道上對飛船的運動狀態進行微調,每個推進器在真空環境中可以提供相當於40千克重的力。

載人龍飛船還配備了逃逸系統:8個超級天龍座推進器,每個都能提供相當於7.2噸的推力,從而使載人艙能夠在任務的任何階段迅速脫離,幫助宇航員逃生。

龍飛船的內部也充滿了科技感。SpaceX工程師約翰·費德施皮爾(John Federspiel)就介紹稱,公司的設計理念就算將飛船打造爲“21世紀的飛船”,其內部最顯著的特徵之一是3塊觸摸顯示屏,飛船的指揮官和駕駛員可以通過屏幕進行操控,徹底改變了用按鈕操控飛船的方式。

Crew-1的宇航員計劃在太空中停留197天,遠超1974年美國太空實驗室最後一批機組所創造的84天的美國自身記錄。屆時他們的接替者將登上另一艘載人龍飛船到來。同時,貨運版本的龍飛船還將繼續定期運送食物和補給。

SpaceX載人航天計劃負責人本吉·裏德(Benji Reed)表示,該公司預計將在未來14個月內發射7艘龍飛船,包括3艘載人飛船和4艘貨運飛船。他說:“這些飛船的發射意味着,太空中隨時都會保留兩艘飛船。”

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