由馬斯克創辦的美國太空探索技術公司(SPACE X)將於5月27日進行首次載人飛行任務,將兩名美國航空航天局(NASA)太空人送入太空。上一次由美國本土出發的載人航天飛行還是在2011年7月。美國為何要重啟載人飛船的研究?SpaceX的這艘載人飛船有何特點?解放日報•上觀新聞記者專訪了上海宇航系統工程研究所技術顧問陶建中研究員。
【「美國對發展新一代飛船尤其迫切」】
進入21世紀後,以新一代飛船為代表的載人航天進入新高潮。「作為傳統航天大國的美國,對發展新一代飛船尤其迫切。」陶建中介紹。
自從1981年美國的太空梭首次發射成功後,30年間,美國的太空梭一共執行了135次任務,解決了太空人天地往返問題。美國的太空梭有250萬個零部件,比一架波音747的100萬個零部件還要多,可反覆使用。但其亦有致命性弱點:可靠性差,「挑戰者」號和「哥倫比亞」號先後爆炸,14名航天員遇難。而且太空梭的維修費用高得驚人,本來預計一次返修需花費3千萬到6千萬美元,但實際上高達5、6億美元,是一筆巨額的開支。
2011年,NASA「亞特蘭蒂斯」號太空梭搭載了4名太空人從佛羅裡達發射至國際空間站。這是美國的太空梭最後一次執行任務,之後3架太空梭被送到了博物館。
沒有了交通工具,美國的太空人怎麼去太空呢?俄羅斯的聯盟號載人飛船提供座位租借業務,美國於是先後租借了70多次,但座位票一路上漲,一張單程票從2千萬美元漲到了8千萬美元。俄羅斯有聯盟號載人飛船,中國有神舟載人飛船,美國也迫切需要研發自己的載人飛船。聯盟號和神舟飛船既不能重複使用,一次也只能搭載3名太空人,美國打算趁此機會造出可重複使用的飛船,一次可以搭載4到7名太空人。
進入21世紀後,美國載人航天實施「低軌商業化戰略」,NASA作為國家隊,把重點放在深空探測,比如載人登月、登火星計劃,400多公裡的低軌道航天業務則主要交給私營企業。2014年,波音公司和SpaceX公司分別以42億美元和26億美元的合同金額,在新一代載人飛船的競標中勝出。其中,SpaceX公司原本就有貨運飛船,只要加以改進就可滿足載人需求。不過,去年年底,由於軟體出了問題,波音公司的載人飛船與空間站對接試驗時遭遇了失敗。
【沒有逃逸塔,而在飛船外面裝了8個反推火箭】
早在創辦特斯拉汽車公司之前,2002年6月,埃隆•馬斯克就投資1億美元創辦了SPACE X公司,出任執行長兼首席技術官。2012年5月31日,SPACE X的「龍」太空艙成功與國際空間站對接後返回地球,開啟了太空運載的私人運營時代。 2018年2月7日,SPACE X公司的「重型獵鷹」運載火箭首次成功發射,並成功完成兩枚一級助推火箭的完整回收。
此次將承擔載人飛行的SPACE X龍飛船有哪些特點呢?陶建中告訴解放日報•上觀新聞記者,飛船的基本結構不變,依然可以做到貨人兩用,只是原來的密封加壓艙改為航天員座艙,而原來的非密封艙改為服務艙。
與一般的載人飛船不同,龍飛船取消了可以展開的太陽能帆板,改為服務艙表面體裝太陽能電池板。神舟飛船和聯盟號飛船都裝有逃逸塔,塔上有反推火箭,一旦遇到危險,可以供太空人逃生使用,但龍飛船沒有逃逸塔,而是在飛船外面裝了8個反推火箭,可以產生56噸推力,一旦遇到危險則利用推力把飛船拉離火箭。
至於著落方式,龍飛船本來想利用反推火箭來著落,後來這一有些冒險的方案被NASA否定,改成用4個降落傘濺落在海面上,而不用反推火箭或氣囊來緩衝。
【「此次是否能按時發射還很難說」】
「龍飛船此次是否能按時發射,還很難說。」陶建中說,本來最早計劃2017年發射,後來多次推遲發射時間。如果按計劃準時發射,載人龍飛船將於5月28日上午8時29分抵達國際空間站,並在空間站駐留8天。
陶建中介紹,載人龍飛船的幾個重要關鍵試驗都已成功完成。去年3月2日,發射了無人飛船飛行試驗,上面搭載了模擬的假人,3月3日飛船和國際空間站對接成功。今年1月19日,完成了發射過程逃逸試驗,在發射後89秒,反推火箭成功將飛船脫離了火箭;降落傘的著落試驗也成功完成。應該說載人龍飛船的關鍵技術都已突破,可以實現載人飛行試驗了。
「這是2011年以來,美國第一次用自己的飛船送太空人到國際空間站。能否安全對接空間站,返回時能否安全著落,飛船裡的生命保障系統能否發揮作用,都值得關注。」陶建中說。