北京時(shí)間4月23日17時(shí)49分02秒,美國(guó)太空探索技術(shù)公司(SpaceX)成功發(fā)射載人龍飛船(Crew Dragon),將四名宇航員送入太空。 這是SpaceX的第二次載人飛行任務(wù),相比于此前的第一次,此次飛行任務(wù)最大的特別之處就在于無(wú)論是飛船還是火箭均是二手的! 時(shí)隔 5 個(gè)月,美國(guó)太空探索技術(shù)公司(SpaceX)的第二次正式載人飛行任務(wù)開(kāi)啟! 北京時(shí)間 2021 年 4 月 23 日下午 5 時(shí) 49 分左右,美國(guó)佛羅里達(dá)州 NASA 肯尼迪航天中心 39A 發(fā)射臺(tái),搭載著載人龍飛船(Crew Dragon)的獵鷹 9 號(hào)火箭發(fā)射升空。 此次的龍飛船上,有兩位 NASA 宇航員、一位日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)宇航員、一位歐洲航天局(ESA)宇航員。 這是第二次有除 NASA 宇航員之外的國(guó)際伙伴乘載人龍飛船前往國(guó)際空間站。 來(lái)回顧一下那些激動(dòng)人心的瞬間。 3-2-1 點(diǎn)火發(fā)射! 大約 2 分 39 秒,火箭一二級(jí)分離,NASA 地面控制團(tuán)隊(duì)響起掌聲。 大約 9 分 31 秒,火箭一級(jí)成功著陸于 Of Course I Still Love You(雖然切到著陸畫(huà)面時(shí)信號(hào)不佳)。 大約 11 分 58 秒,龍飛船從火箭分離,前往國(guó)際空間站。 直播中可以看到宇航員們狀態(tài)良好。 二手飛船+二手火箭 相比于 SpaceX 此前的載人航天任務(wù),此次的特別之處就在于,無(wú)論是飛船還是火箭均是二手,SpaceX 的硬件翻新復(fù)用能力由此可見(jiàn)一斑。 龍飛船極具科技感、高度自動(dòng)化、逃生系統(tǒng)先進(jìn)。 龍飛船直徑 4 米、高 8.1 米、最多可搭載 7 位宇航員,艙內(nèi)有一塊屏幕可供宇航員操作,飛行信息也會(huì)通過(guò)屏幕顯示。側(cè)面有由 8 個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)組成的推進(jìn)器,能產(chǎn)生約 1.5 萬(wàn)磅推力將飛船升高 1500 米;船身則集成了傳統(tǒng)的火箭逃逸塔設(shè)計(jì)。 目前,龍飛船主要用于運(yùn)輸人員、貨物往返于國(guó)際空間站,此前總共參與過(guò) 25 次發(fā)射任務(wù),23 次到達(dá)國(guó)際空間站。 宇航員們?cè)谕瓿蔀槠诩s 180 天的科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)后,最終將乘坐龍飛船以「海面濺落」的形式返回地球,這一過(guò)程主要依托 4 個(gè)主降落傘完成。 獵鷹 9 號(hào)能力強(qiáng)、成本低。 獵鷹 9 號(hào)高 70 米,以液氧和煤油作為推進(jìn)劑,第一級(jí)火箭擁有 9 個(gè) SpaceX 梅林發(fā)動(dòng)機(jī),總推力相當(dāng)于 760 噸。獵鷹 9 號(hào)已發(fā)展出 5 個(gè)版本,現(xiàn)役的 Block 5 型能向低地球軌道發(fā)射重達(dá) 22800 千克的載荷,向地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射 8300 千克的載荷。 目前看來(lái),獵鷹 9 號(hào)可以說(shuō)是 SpaceX 最常用的運(yùn)載火箭,搭載過(guò)包括但不限于一批又一批星鏈衛(wèi)星、國(guó)際空間站的大量補(bǔ)給、機(jī)密軍事載荷等等,此前總共參與過(guò) 112 次發(fā)射任務(wù),著陸(回收)72 次——這主要是通過(guò)采用航天超強(qiáng)度鋁鋰合金材料、增加擋熱板等措施實(shí)現(xiàn)。 獵鷹 9 號(hào)是史上第一枚可多次重復(fù)使用一級(jí)助推器的液體燃料運(yùn)載火箭,打破了火箭只能一次性使用的思維定勢(shì),也改變了國(guó)際商業(yè)航天的市場(chǎng)格局。 當(dāng)?shù)貢r(shí)間 4 月 16 日,飛船正式被安裝至獵鷹 9 號(hào)頂部,隨后被推上肯尼迪航天中心 39A 發(fā)射臺(tái)。隨后工作人員向火箭注入推進(jìn)劑(煤油和液氧),短暫點(diǎn)燃 9 個(gè)梅林 1D 發(fā)動(dòng)機(jī),產(chǎn)生 170 萬(wàn)磅的推力,現(xiàn)場(chǎng)濃煙滾滾。 至此,火箭正式起飛前的關(guān)鍵準(zhǔn)備工作之一靜態(tài)點(diǎn)火按計(jì)劃完成。 4 月 20 日,發(fā)射前最后一項(xiàng)重要審查完畢,不過(guò)受天氣影響,最終發(fā)射日期延后一天。 ![]() 此次任務(wù)官方名稱是 Crew-2,其徽章與 Crew-1 大體類(lèi)似,均以龍頭、載人龍飛船和數(shù)字為主體。 ![]() 不同之處在于,Crew-1 徽章的暗藍(lán)色邊緣部分依次是國(guó)際空間站和代表美國(guó)載人航天成就的航天飛機(jī)、阿波羅號(hào)、水星號(hào)、雙子星座號(hào) 5 個(gè)小圖標(biāo),而 Crew-2 徽章邊緣則是此次參與任務(wù)的四位宇航員的名字。 可見(jiàn)在 NASA 看來(lái),Crew-1 意味著美國(guó)載人航天史的新篇章,Crew-2 則有商業(yè)航天逐步向常態(tài)化發(fā)展的趨勢(shì)。 具體到任務(wù)流程,Crew-2 與 Crew-1 并無(wú)差異。 火箭飛行到一定高度、進(jìn)入軌道后,第一級(jí)分離,落在早就停泊好的回收船上,為下一次發(fā)射任務(wù)將要用到的“三手”火箭做準(zhǔn)備;隨后火箭二級(jí)和龍飛船分離;接下來(lái)就靠龍飛船自己了——通過(guò)一系列調(diào)整,逐步接近國(guó)際空間站;通過(guò)分階段燃燒,升高至國(guó)際空間站高度,隨后借助一系列傳感器和攝像頭,對(duì)準(zhǔn)一個(gè)開(kāi)放的對(duì)接端口自動(dòng)加壓對(duì)接,這之后艙門(mén)打開(kāi),機(jī)組人員便能順利進(jìn)入國(guó)際空間站。 ![]() ![]() 4位老將整裝待發(fā) 此次乘坐龍飛船前往國(guó)際空間站的,有四位宇航員: Crew-2 任務(wù)指揮官、NASA 宇航員 Shane KimbroughCrew-2 任務(wù)飛行員、NASA 宇航員 Megan McArthur任務(wù)專家、日本 JAXA 宇航員 Akihiko Hoshide任務(wù)專家、歐洲 ESA 宇航員 Thomas Pesquet ![]() Shane Kimbrough 1989 年 5 月畢業(yè)于西點(diǎn)軍校,成為美國(guó)陸軍第二中尉,1990 年被任命為陸軍飛行員。Shane Kimbrough 于 2000 年 9 月加入德州約翰遜航天中心,擔(dān)任航天飛機(jī)訓(xùn)練機(jī)的飛行模擬工程師。他于 2008 年完成了首次航天飛行,曾執(zhí)行過(guò) 4 次太空行走,累計(jì)太空飛行天數(shù) 189 天。 ![]() 擁有加州大學(xué)洛杉磯分校航空航天工程理學(xué)學(xué)士學(xué)位、加州大學(xué)圣地亞哥分校海洋學(xué)博士學(xué)位的 Megan McArthur 供職于斯克里普斯海洋研究所,從事近岸水下聲音傳播和數(shù)字信號(hào)處理方面的研究。2000 年 7 月,Megan被 NASA 選為任務(wù)專家,隨后在航天飛機(jī)航空電子設(shè)備一體化實(shí)驗(yàn)室從事航天飛機(jī)系統(tǒng)技術(shù)方面的工作。Megan曾參與執(zhí)行 STS-125 任務(wù),搭乘亞特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī),最后一次執(zhí)行哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的修復(fù)任務(wù)。 ![]() Akihiko Hoshide 于 1992 年加入 JAXA,1992-1994 年曾參與過(guò)日本 H-IIA 運(yùn)載火箭的開(kāi)發(fā)工作,1994-1999 年擔(dān)任宇航員支持工程師。2012 年 8 月 30 日,Akihiko Hoshide 成為第三位執(zhí)行太空漫步的日本宇航員。 ![]() 來(lái)自法國(guó)的 Thomas Pesquet 于 2001 年畢業(yè)于隸屬于法國(guó)國(guó)防部的法國(guó)國(guó)立高等航空航天學(xué)院,主修航天器設(shè)計(jì)和控制,隨后成為一名航天器動(dòng)力學(xué)工程師。 業(yè)余時(shí)間里,Thomas Pesquet 是一名狂熱的私人飛行員,于 2004 年被選入法航飛行訓(xùn)練計(jì)劃,后來(lái)成為商業(yè)飛行員,之后在 2009 年 5 月被選為 ESA 宇航員,2014 年被分配到國(guó)際空間站進(jìn)行長(zhǎng)期任務(wù)。 ![]() 據(jù)了解,四位宇航員于 4 月 16 日抵達(dá)肯尼迪航天中心,4 月 18 日做了最后一次發(fā)射演練。 下圖所展現(xiàn)的是在發(fā)射前 4 小時(shí),四人穿好宇航服,整裝待發(fā)。 ![]() 倒計(jì)時(shí) 2 個(gè)半小時(shí),四位已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。據(jù) NASA 官方推特透露,由于提前完成了相關(guān)步驟,幾位宇航員還在艙內(nèi)玩起了剪刀-石頭-布。 ![]() ![]() SpaceX 勝在效率,也勝在成本 2020 年 5 月 30 日,龍飛船實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)歷史上首個(gè)商業(yè)載人航天任務(wù)。 在這次名為 DM-2 的載人航天測(cè)試任務(wù)中,兩位資歷頗深的 NASA 宇航員 Bob Behnken 和 Doug Hurley 出征。 ![]() 后來(lái)在北京時(shí)間 2020 年 11 月 16 日 8 時(shí) 27 分,搭載著載人龍飛船的獵鷹 9 號(hào)火箭發(fā)射升空。 在這次名為 Crew-1 的載人航天首次正式任務(wù)中,三名 NASA 宇航員 Michael Hopkins、Victor Glover、Shannon Walker 和一位來(lái)自日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)的宇航員 Soichi Noguchi 出征。 ![]() 也就是說(shuō),此次雖說(shuō)是龍飛船的第二次正式載人航天飛行,但算上去年 5 月的載人測(cè)試,SpaceX 已是第三次幫金主爸爸 NASA 實(shí)現(xiàn)輸送宇航員至國(guó)際空間站的目標(biāo)了。 2011 年,基于往返國(guó)際空間站的難題,NASA 開(kāi)始了「Commercial Crew Program」計(jì)劃招標(biāo),起初波音公司(Boeing)、藍(lán)色起源(Blue Origin)、內(nèi)華達(dá)山脈(Sierra Nevada)和 SpaceX 成功競(jìng)標(biāo)。 幾輪競(jìng)爭(zhēng)結(jié)束后,2014 年 9 月 16 日,波音的 CST-100 宇宙飛船和 SpaceX 的龍飛船最終被 NASA 選中。 2019 年 3 月 2 日,SpaceX 的無(wú)載人 Demo-1 任務(wù)啟動(dòng),不僅獵鷹 9 號(hào)一級(jí)火箭成功回收,飛船也成功與國(guó)際空間站對(duì)接,于 6 天后返回地球。這之后的載人航天任務(wù)均成功完成。 而另一邊,波音的軌道飛行試驗(yàn)和飛船飛行試驗(yàn)均因 CST-100 Starliner 飛船中止系統(tǒng)試驗(yàn)失敗而推遲,再加上一些未披露的因素,波音 CST-100 Starliner 飛船的試驗(yàn)日期不斷延后。 目前來(lái)看,相比于“默默無(wú)聞”的對(duì)手波音,SpaceX 明顯占了上風(fēng)——不僅勝在效率,也勝在成本。 未來(lái) SpaceX 和波音在商業(yè)航天領(lǐng)域會(huì)有怎樣精彩的碰撞,我們拭目以待。 |
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