除了载人龙飞船 未来十年美国将发射另外四款载人飞船

只有当赫尔利和本肯重新登上载人龙飞船,穿过地球大气层,安全地溅落在海洋中时,这款航天器的载人飞行才会被宣布成功。

腾讯科技讯 6月2日,据外媒报道,2012年5月25日,美国太空探索技术公司SpaceX的货运龙飞船被国际空间站的机械臂捕获,成为第一艘访问国际空间站的私人公司航天器。当地时间上周日,SpaceX的载人龙飞船实现首次载人发射后又第二次创造了历史,与国际空间站实现自动对接,首次将人类送上空间站。

对接完成后,载人龙飞船指令长、美国宇航局(NASA)宇航员道格·赫尔利(Doug Hurley)与鲍勃·本肯(Bob Behnken)花了些时间手动驾驶该航天器后,对其赞叹不已。在起飞之前,他们在SpaceX位于加州的总部度过了数周时间,在那里利用飞行模拟器上进行练习。赫尔利说:“载人龙飞船的飞行方式与航天飞机差不多,它的表现非常好,我们对这款航天器的性能感觉非常满意。”

表现很满意 有个小问题

赫尔利与本肯表示,在攀登轨道的后期阶段,载人龙飞船的飞行比预期略有艰难,但他们都很喜欢这次具有重大历史意义的太空旅行,并对飞船与空间站轻松对接感到惊讶。与此同时,国际空间站当前驻留指令长、唯一的美国宇航员克里斯·卡西迪(Chris Cassidy)说,载人龙飞船的到来给人以“买了新车”的感觉。

这是近九年来首次从美国本土进行载人发射,也是SpaceX载人龙飞船首次搭载宇航员飞行。赫尔利和本肯都曾多次执行航天飞机任务,十分熟悉发射流程:强大的固体推进剂助推器会将飞船送入高空,一级助推器与火箭主体分离,飞船的液体燃料主引擎运行,然后过渡到更平稳的飞行状态。

猎鹰9号火箭属于两级火箭,由液氧和煤油提供动力。第一级以9台梅林发动机为动力,在发射时产生700多吨推力。第二级由单个真空额定功率梅林发动机提供动力。赫尔利说:“航天飞机有固体火箭助推器,在最初的两分半钟里燃烧得非常猛烈,而猎鹰9号火箭的第一级则飞行平稳得多。”

他说,第一级发动机关闭,第一级和第二级的分离,然后第二级发动机点火,这个过程与电影《阿波罗13号》中的描述基本相符。所以第一级发动机会首先关闭,然后在助推器分离和梅林真空发动机启动之间有短暂间隔,那时我们会在约半秒钟内从大约3G重力降至零重力状态。然后当梅林真空发动机点火时,火箭又开始加速。赫尔利表示:“在第二阶段,梅林真空发动机的表现不太稳定,这可能需要与SpaceX的人员交流下。”

载人龙飞船的设计目的是自动与空间站对接,而不需要机组人员的任何直接输入。但在第一次试飞中,赫尔利两次接管了手动控制,以验证宇航员在必要时是否可以独自驾驶该飞船。显然没有任何问题,当载人龙飞船周日与空间站对接时,赫尔利与本肯根本就没有感觉到对接的撞击。

NASA还没有决定赫尔利和本肯将在轨道上停留多长时间,载人龙飞船获得的认正是可以在太空中停留长达四个月,但根据太空环境对太空舱上太阳能电池板的影响、大西洋溅落区的天气和其他因素,这艘飞船可能会被提前下令返回地球。这项任务预计将持续至少六周,也可能长达四个月,远远长于相对短暂的航天飞机飞行时间。

这对NASA来说是个好兆头,该机构正指望载人龙飞船最快在8月底开始将四名宇航员运送到国际空间站。载人龙飞船现在将与国际空间站保持至少几周的对接,这取决于它的太阳能电池板在轨道上的性能。NASA希望两位宇航员在轨道上停留长达三个月,进行几次太空行走,以进行空间站维护。

只有当赫尔利和本肯重新登上载人龙飞船,穿过地球大气层,安全地溅落在海洋中时,这款航天器的载人飞行才会被宣布成功。这将完成自1981年以来从美国发射新型轨道飞行器的首次载人飞行。但这很可能不是最后一次,未来可能会有另外四款航天器紧随载人龙飞船的脚步进入太空。

下面我们来看看每种飞行器目前所处的研发状态,并预估下它们何时能进行首次载人飞行:

星际线飞船(Starliner,一到两年时间)

作为“商业宇航员”(Commercial Crew)计划的重要组成部分,NASA付钱给SpaceX(研发生产载人龙飞船)和波音(星际线飞船),让他们开发能够载人往返空间站的航天器。2019年12月,波音公司完成了星空线飞船的一次无人驾驶试飞,但有两次由于软件问题,航天器几乎坠毁。

波音公司已同意在没有宇航员的情况下进行第二次试飞,以确保飞船的安全,并展示其与空间站对接的能力。这次飞行可能会在2020年底进行,经过大约6个月的数据审查,一年后可能会进行首次载人飞行任务。但这将需要近乎完美的执行,只要载人龙飞船的飞行可以确保安全,NASA就没有理由催促后备提供商加快进度。

猎户座飞船(Orion,三到四年时间)

NASA的大型深空太空舱自2006年以来始终在研发中,并在2014年进行了一次无人试飞,以展示其高速返回的能力。从那时起,研制工作一直在继续,但太空舱在很大程度上始终在等待波音公司完成太空发射系统(SLS)火箭的核心阶段。当火箭准备就绪时,它将在2021年末或2022年的阿耳特弥斯(Artemis)重返月球项目中,执行猎户座飞船的无人试飞。

只有在这次飞行之后,NASA才会为阿耳特弥斯计划为猎户座全面配备生命维持系统,该任务将搭载一组宇航员绕月飞行。2023年的某个时候,可能是进行这次任务最早的合理预期。

星际飞船(Starship,四到八年时间)

SpaceX正在开发和测试其星际飞船,上周五最新原型在测试中发生剧烈爆炸。但是最终,这个大型飞行器将以两种基本形式出现,一种是用于运输货物有效载荷,另一种是可以将人类带到月球、火星或其他地方的载人飞船。

星际飞船发射的时间表总是令人向往,但SpaceX的行动确实很快,它已经在德克萨斯州南部建立了工厂,应该可以加速生产。尽管该公司从载人龙飞船的经验中学到了很多关于载人航天的知识,但开发像星际飞船这样的复杂飞行器仍然需要时间。我们对四到八年的估计是乐观的,因为这综合了SpaceX的时间表和公司面临的巨大挑战。

追梦者飞船(Dream Chaser,五到10年时间)

内华达山脉公司(Sierra Nevada Corporation)的“追梦者”飞船最初也曾入选NASA的商业宇航员计划。虽然最终落选,但NASA仍在资助该飞船的货运版本,以向国际空间站运送补给。追梦者飞船可能在2021年底或2022年用火神(Vulcan)火箭进行首次发射。

与此同时,该公司表示,它仍致力于开发载人版追梦者飞船。目前还不清楚NASA是否会为此提供资金,因为该机构已经用载人龙飞船和星际线飞船解决了其低地轨道需求。公众非常渴望看到像追梦者这样的有翼飞行器投入使用,这让人想起了航天飞机。但目前还不清楚是否有商业或政府客户支持。 (腾讯科技审校/金鹿)