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SpaceX载人试射 你想知道的都在这里!

2020-06-01 10:44:53  来源:网易科技

5月30日消息,据外媒报道,美国太空探索技术公司SpaceX和美国宇航局(NASA)已经再次做好准备,试图通过将两名宇航员送入地球轨道来创造历史。当地时间周三,当首次载人航天发射尝试因天气原因被取消时,NASA和航天迷们感到非常失望。他们已经等待这一里程碑近十年,即重新在美国展开载人航天飞行。

SpaceX的下次发射尝试定于美国东部时间周六下午3点22分(北京时间周日凌晨3点22分)。但火箭是否真的会升空,很可能再次取决于天气情况。截至当地时间周五上午,美国军方负责监督所有东海岸火箭发射的第45航空联队预测,周六发射的可能性约为50%。如果周六无法试射,第三次发射窗口将在美国东部时间5月31日下午3点(北京时间周一凌晨3点)左右,届时发射成功的可能性略高,约为60%几率。

NASA已经表示,如果天气迫使两个周末的发射尝试都被放弃的话,SpaceX还要求6月2日星期二作为额外发射备选日期。

现在是佛罗里达州中部的飓风季节,这意味着发射官员正在应对极其反复无常的天气条件。在经历了周三的几次雷雨和龙卷风警报后,天空在火箭升空时间前后开始放晴。但最终,厚厚的云层和引发闪电的风险太高,在倒计时只剩下几分钟的情况下,官员们最终下令停止发射。他们甚至在周三暗示,如果发射时间晚10或20分钟,火箭可能已经起飞。

但对于这次载人发射任务来说,这是不可能的,因为宇航员将前往太空与国际空间站对接。国际空间站在地球上空约400公里的轨道上运行,时速超过2.7万公里。这意味着,航天器将需要保持极其精确的发射时间表。从现在到周六下午,NASA和SpaceX的计划可能随时会改变,这取决于天气的变化。

这也需要相当多的运气。第45航空联队必须监测发射台和大西洋大片海域的情况。如果火箭发射失败,SpaceX的载人龙飞船需要使用紧急中止系统将宇航员送到到安全的地方,他们将降落在海洋中。这意味着,官员们必须确保着陆不会因为强烈的风暴或巨浪而变得更加危险,所以他们扫描了大片海洋,直到爱尔兰海岸附近。该团队还使用了包括雷达和气象气球在内的各种仪器,以确保火箭在高层大气中顺利飞行。

佛罗里达州中部面临的另一个问题是:在新冠疫情期间控制涌往附近观看发射仪式的人群。佛罗里达海滩本月早些时候开放,在SpaceX周三的首次发射尝试期间,当地新闻媒体报道称,尽管一系列雷雨席卷了该地区,但观众还是挤满了公众观看地点。

肯尼迪航天中心游客建筑群周四正式重新开放,该建筑群没有出售周三发射的任何门票。该中心的网站说,游客中心将只欢迎有限数量的人观看发射,并将要求所有客人戴上口罩并进行体温测试。SpaceX周六发射尝试的门票很快就销售一空。

为何此次发射如此重要?

美国科技大亨埃隆·马斯克(Elon Musk)旗下太空公司SpaceX的赌注从未像现在这样高,这将标志着历史上第一次商业航空公司将人类送入地球轨道。NASA和航天迷们为这个里程碑已经等待了近十年。自2011年航天飞机计划结束以来,美国就再也无法自己将宇航员送入太空。从那时起,NASA的宇航员不得不前往俄罗斯,并乘坐该国联盟号升空。NASA购买每个座位的成本高达8600万美元。

但NASA选择不自己创造航天飞机的替代品。取而代之的是,它要求私营部门开发能够安全地运送宇航员往返国际空间站的航天器。考虑到NASA以前从未外包过载人航天器的开发,这是个非常有争议的决定。当时的想法是,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探索更深层次的太阳系。

2014年,NASA授予了两份合同:分别将价值42亿美元的合同授予波音公司用于开发制造其星际线飞船(Starliner),将价值26亿美元的合同授予SpaceX研发制造适合宇航员使用的载人龙飞船,该航天器的货运版本已经在往返于国际空间站运送补给。NASA此前曾为SpaceX开发货运龙飞船投入了资金。该机构表示,波音公司收到了更多资金,因为它是从头开始设计星空线飞船的。

波音公司最近遭遇了一次重大挫折,因为星际线飞船在关键的无人试飞中发生了故障。但如果SpaceX能够完成此次发射任务,对于始终致力于推动更多商业合作的NASA来说,这将代表着重大胜利。更不用说,NASA宇航员将不再需要搭乘俄罗斯飞船的便车。

疫情期间发射是否安全?

SpaceX首席执行官马斯克因在网上发表关于疫情的言论而受到严厉批评。他一再表示,他认为美国的疫情反应被夸大了,他分享了许多关于疫情威胁的错误信息。但根据NASA的说法,推进这项特殊发射任务既是必要的,也是安全的。NASA需要保持国际空间站正常运作,为此这个巨大的轨道实验室需要配备足够的人手。

NASA表示,计划执行此次任务的宇航员已经接受了严格的隔离,并正在采取额外的预防措施。发射官员和任务控制人员将需要聚集在一起支持发射,但他们已经实施了额外的安全措施,比如在新的轮班开始时更换控制室,以便可以对另一个房间进行深度清洁消毒。

NASA局长吉姆·布里登斯廷(Jim Bridenstine)表示,他希望这次发射能在持续的健康危机中激发敬畏,提振普通公众士气。他和SpaceX首席运营官格温·肖特维尔(Gwynne Shotwell)此前恳求公众通过电视关注发射情况,以防止大批观众涌入现场导致疫情加剧。

在何处发射,如何观看?

火箭将从佛罗里达州布里瓦德县NASA下属肯尼迪航天中心的39A发射台起飞。39A发射台可以追溯到阿波罗时代,包括支持1969年人类首次登月,那里一直是任务的起点。SpaceX目前正从NASA租赁该发射台。

SpaceX和NASA将在美国东部时间上午11点左右开始共同主持网络直播,他们将保持直播至少持续到载人龙飞船发射约19小时后与国际空间站对接。CNN和其他新闻网络也将在电视和网上分享实时更新。

谁在飞向太空?

执行此次任务的是两名NASA资深宇航员:分别是现年49岁的罗伯特·本肯(Robert Behnken)和53岁的道格拉斯·赫尔利(Douglas Hurley)。他们为NASA工作,但也与SpaceX密切合作,并接受过驾驶载人龙飞船的培训,这款飞船将成为继水星、双子座、阿波罗和航天飞机之后,获得NASA认证的、对人类足够安全的第五款载人航天器。

本肯和赫尔利都是作为军事试飞员开始他们职业生涯的,他们已经驾驶超音速喷气式飞机数百个小时。他们也都曾多次参与之前的航天飞机任务。当NASA在2018年选择他们执行私人公司商业航天器飞行任务时,该机构延续了重用军事试飞员的长期血统,本肯和赫尔利被认为拥有人类航天史上突破性时刻的资格。

NASA希望将本肯和赫尔利留在国际空间站,直到下次载人龙飞船准备好送更多的宇航员执行下一次任务。两位宇航员上周告诉记者,他们预计将在太空中度过一到三个月时间。NASA称,他们最长逗留时间为110天。当本肯和赫尔利决定返回后,他们将再次登上载人龙飞船,在飞船返回大气层后展开降落伞,最终降落在大西洋中。

载人龙飞船真容

这是个口香糖形状的太空舱,直径约为4米,配备了7个座位和触摸屏控制。载人龙飞船和宇航员将搭乘SpaceX猎鹰9号火箭进入轨道,宇航员们将在发射当天使用空中“机组人员接近臂”登上飞船。在火箭将载人龙飞船发射到高层大气层后,航天器将分离并启动自己的推进器,开始向空间站机动。

载人龙飞船是完全自动化的,所以宇航员主要只需要监控系统即可,并与任务控制中心保持联系,除非出现问题。尽管本肯和赫尔利乘坐的飞船上有几个空座位,但他们并不打算带额外的行李。但他们将携带几件特殊货物:一件象征性的艺术品,以及一张纪念2020年毕业生的合成照片。

在抵达国际空间站之前,宇航员们将在飞船上度过大约19个小时。载人龙飞船上确实有个太空厕所,以防万一。不过关于它是如何工作的细节还没有公布。但一名参与载人龙飞船项目的宇航员说,他已经看过这个设计,并说那里的条件“完全可以胜任这项任务”。

国际空间站上有什么?

国际空间站已经在地球轨道上运行了20年。美国和俄罗斯是空间站的主要运营者,但多年来已经有来自19个国家的240名宇航员访问过这里。自2000年以来,国际空间站一直在轮换宇航员,允许在微重力下进行数千项科学实验。研究包括从人体对进入太空的反应到开发新药等方方面面。

通常情况下,大约需要6个人驻留在国际空间站上。但现在,只有三个人,分别是NASA宇航员克里斯托弗·卡西迪(Christopher Cassidy)、俄罗斯宇航员阿纳托利·伊万尼辛(Anatoli Ivanishin)和伊万·瓦格纳(Ivan Vagner)。

此次发射成本如何?

根据NASA监察长办公室2019年发布的一份报告,俄罗斯联盟号飞船发射的每个座位花费了NASA约9000万美元,过去十年平均每人约为5500万美元。而载人龙飞船将每位NASA宇航送入空间站的成本约为5500万美元。但这些都是基于合同的估计,该合同没有明确定义每个座位的成本,而且只考虑了前六次任务。

促进科学和太空探索的非营利性组织行星协(Planetary Society)会的一项新分析表明,总的来说,与美国以前的载人航天计划相比,NASA的“商业宇航员”计划是很划算的。

载人龙飞船安全吗?

在每个重要的测试里程碑中,SpaceX和NASA都会对载人龙飞船进行严格检查,这次任务也不会有什么不同。上周,NASA进行了一次“发射准备情况审查”,旨在确保所有利益相关者都能放心地向前推进发射计划。

任何时候航天器离开地球都会有风险,而且没有完美的测量方法来预测它们。在疫情期间,太空旅游和发射往火星的火箭都被视为“关键业务”。但NASA确实在努力:根据NASA制定的衡量标准,SpaceX被要求确保载人龙飞船发生灾难性故障的可能性只有1/270。已经有无数次尝试计算给定航天飞机任务的风险,在其执行的135次任务中,有两次航天飞机悲剧,因此其发生致命事故的几率约为1/68,远高于载人龙飞船。

还应该指出的是,载人龙飞船之前的无人太空之旅给了它比其他美国航天器在允许人类登上飞船之前更多的经验。例如,航天飞机从未进行过无人驾驶的试飞。载人龙飞船还配备了一个独特的紧急中止系统,一旦出了问题,该系统可以将宇航员送到安全的地方。

载人发射如何影响美俄关系?

两国官员都将他们在国际空间站上的共生关系作为冷战后合作的典范。但自2010年代初以来,双方紧张局势有所升级,偶尔也会延伸到两国的太空合作关系中。但国际空间站在其他地缘政治紧张局势中幸存下来。美国和俄罗斯宇航员仍在密切合作。NASA官员说,俄罗斯和日本(国际空间站的另一个合作伙伴)上周都参加了对载人龙飞船安全审查的讨论。

SpaceX的成功代价?

多年来,SpaceX与NASA的关系发生了戏剧性的变化。在本世纪头十年,SpaceX最初的几次火箭发射尝试都以失败告终,该公司在2008年几乎破产,之后才设法将其早期的猎鹰1号火箭安全地发射到轨道上。在那之后,NASA抓住机会,向SpaceX授予了一份价值16亿美元的合同,使用名为猎鹰9号火箭、货运飞船将货物运送到空间站。

自那以后,SpaceX和NASA一直密切合作。他们的合作经历了两次失败的SpaceX猎鹰9号火箭发射任务:一次是在2015年,当时一枚将2268公斤重货物运往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上爆炸,摧毁了一颗价值2亿美元的电信卫星。

但到目前为止,SpaceX已经发射的80多项猎鹰9号火箭任务中,绝大多数都进展顺利。载人龙飞船的开发在去年遇到了挫折,当时SpaceX正在对航天器的紧急中止引擎进行地面测试,出现了爆炸性的故障。SpaceX花了几个月的时间重新配置了载人龙飞船的设计,并在1月份的一次试飞中让那些中止的发动机表现完美之前,让NASA批准了它。

载人龙飞船能重复使用吗?

SpaceX的主要目标之一就是通过可重复使用的硬件来降低将物体发射到太空中的成本。例如,空运货物的货运龙飞船已经被使用了多达三次。自2015年以来,SpaceX已经数十次成功安全回收猎鹰9号火箭的第一级助推器,这是火箭发射时提供初始推力的最大部件。

用于本次载人发射任务的火箭将是全新的,但SpaceX将试图在发射后将其降落在海上无人回收船上。该公司暗示,每艘载人龙飞船可以进行多次太空旅行。

SpaceX最雄心勃勃的再利用努力将是星际飞船,这是目前处于早期开发阶段的巨型航天器。马斯克希望星际飞船的每一个部件,以及将其送入太空的巨型火箭助推器,都能重复使用。星际飞船是马斯克SpaceX长期计划的核心,终极目标是将人类送上火星。(小小)

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