SpaceX送宇航員上空間站，馬斯克讓載人航天重返美國

北京時(shí)間5月27日下午消息，據(jù)外媒，美國當(dāng)?shù)貢r(shí)間27日下午，SpaceX公司將首次向太空發(fā)射第一批乘客，這可能預(yù)示著美國將迎來載人航天的新時(shí)代。這將是近十年來，美國本土第一次進(jìn)行載人火箭發(fā)射，也將是第一次由私營公司的飛行器將載人的火箭送入太空。

這次歷史性的火箭發(fā)射對(duì)于SpaceX也是一次考驗(yàn)，這是SpaceX在NASA商業(yè)航天載人計(jì)劃中的一個(gè)重要的里程碑事件。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)性的計(jì)劃中，由私營公司為NASA制造新的航天器，運(yùn)送宇航員往返國際空間站。SpaceX公司對(duì)該計(jì)劃的貢獻(xiàn)是一種名為龍飛船（Crew Dragon ）的外形時(shí)髦、橡皮糖形狀的宇宙飛船。雖然龍飛船之前已經(jīng)試飛過幾次，但還沒有進(jìn)行過載人飛行。

SpaceX公司花了6年時(shí)間才走到了這一步。去年，該公司進(jìn)行了一次完整的試飛，在沒有載人的情況下，成功地將龍飛船發(fā)射到了空間站。該公司還測(cè)試了太空艙的緊急逃生系統(tǒng)，確認(rèn)了即使龍飛船在發(fā)射過程中出了問題，也可以把乘客送到安全的地方。SpaceX也有遭遇過一些挫折，包括火箭故障和去年地面測(cè)試期間龍飛船太空艙的爆炸。SpaceX公司已經(jīng)解決了這些問題，并表示這些失敗都是幫助該公司制造出更安全的宇宙飛船的“禮物”。

現(xiàn)在，是時(shí)候讓龍飛船去“載人”了。龍飛船首批的兩名乘客是NASA資深宇航員Bob Behnken和Doug Hurley，2018年他們被分配到這次任務(wù)中。經(jīng)過NASA和SpaceX公司為這次飛行進(jìn)行的兩年訓(xùn)練后，他們已經(jīng)準(zhǔn)備好穿上SpaceX公司的定制太空服，進(jìn)入太空船。

下文將解釋為什么這次發(fā)射如此重要，都有哪些看點(diǎn)，以及它對(duì)NASA和SpaceX的未來意味著什么。

擺脫對(duì)俄依賴，載人航天重返美國

2011年7月8日，NASA的航天飛機(jī)進(jìn)行了最后一次飛行，也是宇航員最后一次從美國本土被發(fā)射到太空軌道上。從那以后，NASA的所有宇航員和國際合作伙伴都乘坐俄羅斯的聯(lián)盟號(hào)太空艙飛往空間站。這使得讓NASA需要為每次飛行支付的費(fèi)用為8000萬美元每人，而這一直是NASA長(zhǎng)期以來將宇航員送到空間站的唯一選擇。

SpaceX公司的龍飛船（左）和波音公司的CST-100 星際客機(jī)（右）的藝術(shù)效果圖

為了結(jié)束對(duì)另一個(gè)國家的依賴，NASA決定與私營企業(yè)進(jìn)行合作，讓載人航天重回美國。通過商業(yè)載人航天計(jì)劃，NASA和兩家公司簽了合同：SpaceX和波音，讓它們開發(fā)自己的運(yùn)載工具，將NASA的宇航員運(yùn)送到空間站并返回地球。NASA向SpaceX公司支付了31.4億美元用于研發(fā)和發(fā)射龍飛船，而波音公司則獲得了48億美元用于研發(fā)和發(fā)射CST-100星際客機(jī)（CST-100 Starliner）。

多年來，兩家公司之間進(jìn)行了激烈的競(jìng)爭(zhēng)。兩家公司都經(jīng)歷了無數(shù)次技術(shù)上的延期和挫折，但最終，SpaceX公司還是拔得頭籌。如果一切順利，SpaceX將成為有史以來第一家將人類送入太空軌道的私營企業(yè)。

宇航員乘坐特斯拉Model X前往發(fā)射場(chǎng)

SpaceX公司的獵鷹9號(hào)運(yùn)載火箭，將在位于佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心的發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行發(fā)射。該發(fā)射場(chǎng)被稱為39A發(fā)射場(chǎng)，1969年7月16日，阿波羅11號(hào)飛船從39A起飛完成了人類首次登月任務(wù)。SpaceX公司于2014年開始從NASA租賃了該場(chǎng)地，并進(jìn)行了改造，用于獵鷹9號(hào)和重型獵鷹火箭的發(fā)射。

Hurley（右）和Behnken（左）站在特斯拉旁邊，該車將把他們送到發(fā)射臺(tái)。攝影：Bill Ingalls/NASA

穿上SpaceX的定制太空服，宇航員Behnken和Hurley將于美國東部時(shí)間當(dāng)天下午1點(diǎn)左右前往發(fā)射臺(tái)。這一切都打上了馬斯克的個(gè)人標(biāo)簽：兩位宇航員將乘坐一輛白色的特斯拉Model X，車身裝飾著NASA的標(biāo)志，讓這輛車顯得更酷。到了發(fā)射臺(tái)后，兩人將乘坐電梯上到獵鷹9號(hào)火箭頂部附近，然后穿過被稱為“機(jī)組人員通道臂”的懸空走廊，來到龍飛船的入口處。

Behnken和Hurley將進(jìn)入太空艙，并關(guān)閉艙門，這時(shí)候就會(huì)開始給火箭添加燃料。這一部分的流程在航天界引起了相當(dāng)大的爭(zhēng)議。在以前航天飛機(jī)還在使用的時(shí)候，會(huì)在宇航員登機(jī)前就添加燃料，因?yàn)檫@一步驟可能存在風(fēng)險(xiǎn)。然而，SpaceX公司選擇在發(fā)射前半小時(shí)左右，在宇航員已經(jīng)進(jìn)入之后添加燃料。因?yàn)樵摴臼褂脴O冷的推進(jìn)劑，并且在起飛前注入，限制了推進(jìn)劑過熱和沸騰，提高了火箭的性能。

通往龍飛船的通道臂。圖片來源：SpaceX

經(jīng)過近兩年的辯論，當(dāng)SpaceX充分證明了安全性之后，NASA才批準(zhǔn)了SpaceX在宇航員進(jìn)艙之后再注入火箭燃料。

一旦所有的推進(jìn)劑都注入火箭，很快就會(huì)進(jìn)行發(fā)射。SpaceX預(yù)定于美國東部時(shí)間下午4點(diǎn)33分發(fā)射。該公司必須在這個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)間進(jìn)行發(fā)射，否則將被迫推遲到備用的發(fā)射日期，也就是5月30日（星期六）。

龍飛船自帶廁所，將自動(dòng)與空間站進(jìn)行對(duì)接

如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，這對(duì)兩名宇航員來說將是一次快速的太空之旅。獵鷹9號(hào)火箭將在起飛后約12分鐘將龍飛船釋放進(jìn)入近地軌道。然后，火箭將返回地球，并在大西洋的無人飛船上著陸。

在接下來的19個(gè)小時(shí)里，宇航員們將環(huán)繞地球軌道飛行。在這段時(shí)間里，龍飛船將通過定期開啟發(fā)動(dòng)機(jī)，稍稍加速，以便追上國際空間站。在太空艙內(nèi)，Behnken和Hurley可以睡一覺，如果內(nèi)急，還可以使用太空艙內(nèi)的廁所。

SpaceX的龍飛船在2019年首次試飛期間接近國際空間站。圖片來源：NASA

龍飛船在飛行中需要宇航員做的事情很少，但為了測(cè)試，Hurley和Behnken將在到達(dá)空間站之前進(jìn)行一些手動(dòng)飛行?！斑@顯然是我們要確保讓船員更了解龍飛船，以防未來在一些情況下必須手動(dòng)駕駛飛行器?！盚urley在一次新聞發(fā)布會(huì)上說。按照計(jì)劃，Hurley將在龍飛船到達(dá)軌道后以及接近空間站時(shí)，進(jìn)行手動(dòng)控制。

但實(shí)際上，這也是龍飛船的自主對(duì)接系統(tǒng)大放異彩的時(shí)候。這是SpaceX公司之前的貨運(yùn)龍飛船在向國際空間站運(yùn)送物資時(shí)缺乏的功能。在貨運(yùn)任務(wù)中，空間站上的宇航員需要使用機(jī)械臂抓住即將到來的龍飛船，將其拉近國際空間站?，F(xiàn)在，有了升級(jí)后的龍飛船，不需要人類的幫助了。一旦Hurley完成了人工飛行，接近空間站之后，龍飛船的自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)。通過一系列的傳感器和攝像頭，太空艙會(huì)自動(dòng)飛向國際空間站，并連接到一個(gè)開放的對(duì)接端口。

如果發(fā)射按計(jì)劃進(jìn)行，與空間站對(duì)接將在美國東部時(shí)間5月28日（星期四）上午11點(diǎn)29分進(jìn)行。

返回地球

龍飛船的艙門打開后，Behnken和Hurley將與NASA宇航員Chris Cassidy和俄羅斯宇航員Anatoly Ivanishin、Ivan Vagner在國際空間站會(huì)合。Hurley說，Cassidy最近給他們發(fā)了一封關(guān)于他們即將在太空中重聚的郵件?！八f他很期待在空間站上看到我們的丑臉”Hurley回憶說。

NASA本來計(jì)劃讓宇航員在空間站只停留幾個(gè)星期。但由于商業(yè)航天載人計(jì)劃的延期，SpaceX和波音公司的載人飛行器的研發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，原計(jì)劃發(fā)生了改變。原本預(yù)計(jì)首批載人飛行在2017年進(jìn)行，到2020年已經(jīng)可以定期飛行。NASA買了一些俄羅斯飛船的座位，已經(jīng)快用完了，現(xiàn)在Cassidy的任務(wù)是負(fù)責(zé)美國人主導(dǎo)的空間站的操作。

大約六個(gè)月前，NASA決定延長(zhǎng)Behnken和Hurley在太空中停留的時(shí)間，讓國際空間站上有更多的宇航員?，F(xiàn)在看來，他們很可能會(huì)在太空中待上幾個(gè)月，盡管NASA還沒有決定宇航員何時(shí)返回，但由于太陽能電池板的限制，龍飛船只能在太空中停留四個(gè)月左右。太空中稀薄的大氣層會(huì)隨著時(shí)間的推移讓太陽能電池板的性能退化，限制了飛船在軌道上的壽命。

圖為龍飛船的4個(gè)降落傘，在2019年的飛行試驗(yàn)中，飛行器落入海洋 圖片來源：NASA

NASA表示，將在宇航員進(jìn)入太空后決定返回日期。作為一項(xiàng)額外的保險(xiǎn)措施，NASA最近在今年秋天的俄羅斯聯(lián)盟號(hào)飛行中又購買了一個(gè)座位，以防止萬一。

當(dāng)時(shí)候到了，Behnken和Hurley將返回龍飛船，關(guān)上艙門，脫離空間站。他們將與國際空間站拉開距離，然后穿越地球大氣層。龍飛船的四個(gè)降落傘將打開，讓太空船慢慢落下，太空艙最終安全地落入佛羅里達(dá)海岸外的大西洋海面。

天氣成為不確定因素，發(fā)射或?qū)⒀悠?p>SpaceX公司花了很多年的時(shí)間做測(cè)試和檢查，以確保這次發(fā)射的安全性。但這次發(fā)射也是一次測(cè)試，對(duì)失敗的恐懼纏繞在許多人的心頭。如果發(fā)生意外，內(nèi)置的緊急逃生系統(tǒng)將為宇航員提供額外的保護(hù)。

龍飛船的外壁上嵌入了被稱為SuperDraco引擎的微型推進(jìn)器。這些推進(jìn)器是為了在飛行過程使用，為龍飛船的逃逸系統(tǒng)供給動(dòng)力，以防出現(xiàn)災(zāi)難性的故障。SuperDraco引擎可以將龍飛船升空并遠(yuǎn)離發(fā)生故障的火箭，一旦離得足夠遠(yuǎn)，太空艙的降落傘就可以展開，飛船將落入大西洋。

這是一種只有在緊急情況下才需要的操作，但SpaceX公司聲稱，在飛到近地軌道的過程中隨時(shí)都可以進(jìn)行，而這實(shí)際上意味著NASA和SpaceX給這項(xiàng)任務(wù)的發(fā)射時(shí)間相當(dāng)有限。發(fā)射中止可能會(huì)使龍飛船降落在大西洋上一個(gè)極其寬廣的海域，NASA需要確保太空艙在每一個(gè)可能降落的地方都能有良好的天氣狀況，以便進(jìn)行搜救。

“我們實(shí)際上是在看海浪，我們?cè)诳春＠说乃俣群屠烁?，因?yàn)樵诎l(fā)射后緊急逃生的情況下，我們需要確保他們可以落在一個(gè)安全的海域，從而讓救援部隊(duì)能夠來接應(yīng)他們?！盨paceX載人發(fā)射任務(wù)主管Benji Reed在一次新聞發(fā)布會(huì)上說。SpaceX公司將考慮50多個(gè)地點(diǎn)的天氣情況，從美國東海岸到加拿大，甚至跨越大西洋到北愛爾蘭。這意味著，發(fā)射很可能因?yàn)樘鞖舛鴮?dǎo)致延誤。

到目前為止，5月27日發(fā)射當(dāng)天的天氣狀況一直在變化，但今天，位于佛羅里達(dá)州的美空軍第45航天聯(lián)隊(duì)預(yù)報(bào)說，有60%的概率出現(xiàn)對(duì)發(fā)射有利的環(huán)境。

開啟商業(yè)載人航天的新時(shí)代？

當(dāng)Behnken和Hurley回到地球，回到家人身邊后，就可以開始考慮讓這種太空旅行成為常態(tài)——這就是商業(yè)航天載人計(jì)劃的意義所在。SpaceX和NASA將仔細(xì)研究這次試飛期間收集的數(shù)據(jù)，并利用這些信息來判斷龍飛船是否可以定期往返國際空間站。

SpaceX公司下一次全面運(yùn)行的龍飛船飛行任務(wù)將在幾個(gè)月后進(jìn)行。屆時(shí)將搭載四名宇航員。NASA的宇航員Victor Glover，Mike Hopkins，Shannon Walker以及日本宇航員Soichi Noguchi。飛行預(yù)計(jì)將在今年初秋進(jìn)行，這將鞏固了一個(gè)新的時(shí)代，一個(gè)由商業(yè)公司將人類送往空間站的時(shí)代。