復盤SpaceX為何臨時取消發射:氣象官員擔心發射可能會「引發閃電」

2020-12-02 36kr

編者按:本文來自騰訊科技,審校 金鹿 ,36氪經授權發布。

SpaceX原定於27日發射的載人龍飛船

騰訊科技訊 5月28日,據外媒報導,受惡劣天氣因素影響,美國太空探索技術公司SpaceX和美國宇航局(NASA)推遲了原定於當地時間周三進行的首次載人航天發射,下次發射窗口為當地時間5月30號下午3點22分(北京時間5月31日凌晨3點22分)。取消發射後,美國媒體撰文,詳細解讀了SpaceX載人發射任務推遲相關的問題。

由於發射場上空烏雲密布,大西洋上也是波濤洶湧,億萬富翁埃隆·馬斯克(Elon Musk)創立的火箭公司SpaceX取消了將NASA太空人送入國際空間站的載人發射計劃,這將是近十年來首次在美國本土將美國太空人送入軌道。這將標誌著人類航天新時代的開始,這個時代的主角不再僅限於國家航天機構。在這次發射中,SpaceX全權負責,NASA官員只負責提供建議。

NASA只是這次載人發射任務的客戶,SpaceX需要將兩名太空人羅伯特·本肯(Robert L.Behnken)和道格拉斯·赫爾利(Douglas G.Hurley)送到國際空間站。但NASA並非SpaceX的唯一客戶,後者也可能開始向其他個人、公司甚至其他國家出售軌道發射服務,承諾在繞地球飛行的同時,為太空旅遊、製造和研究等諸多領域提供新的可能性。

然而,當地時間周三,天氣等更平凡的因素介入,迫使發射推遲。川普總統和副總統邁克·彭斯(Mike Pence)分別乘坐飛機從華盛頓抵達NASA航天中心,親赴現場觀看發射情況。在火箭預計升空前40分鐘,任務管理人員不得不決定是否開始向獵鷹9號火箭的油箱中注入煤油火箭燃料和液氧。最終,由於發射臺周圍的天空仍然灰暗一片,且暴風雨跡象明顯,SpaceX和NASA只能周六再次嘗試發射。

為何取消發射?

甘迺迪航天中心周圍整天都下著小雨,淅淅瀝瀝持續不斷。直到下午晚些時候,雨停了,天空開始放晴。在預定的美國東部時間27日下午4點33分發射時間之前大約15分鐘,一名氣象官員(很可能是太空部隊第45天氣中隊的成員)通知SpaceX發射總監,天氣狀況不會及時好轉。這名官員表示,如果獵鷹9號火箭在10分鐘後發射,任務或許就能繼續進行。

但發射時間無法調整。為了使太空飛行器能夠與頭頂經過的國際空間站及時會合,發射必須在準確時刻進行。由於當地天氣情況不合時宜,即使發射倒計時只剩下幾分鐘即可開始的情況下,取消在佛羅裡達州的發射也並不罕見,佛羅裡達州中部天氣變化尤其劇烈。

火箭是否能夠按時發射取決於多年經驗積累出的一套詳細規則。舉例來說,當風速超過某個閾值或雲層中留有可能會隨著閃電釋放的電荷時,發射任務就會被取消,因為機組人員或貨物在強行發射過程中失敗的風險太高。在描述發射取消的原因時,NASA局長吉姆·布裡登斯廷(Jim Bridenstine)表示,氣象官員擔心發射可能會「引發閃電」,因為大氣中的電荷過剩。

布裡登斯廷局長讚揚了做出取消發射決定的團隊,並說:「無論在任何情況下,都不應該讓任何人感到任何壓力。如果我們還沒準備好發射,我們就乾脆不發射。」

發射主角是誰?

當天發射主角、NASA太空人羅伯特·本肯(右)和道格拉斯·G·赫爾利

此次發射的兩名主角分別是NASA太空人羅伯特·本肯(Robert L.Behnken)和道格拉斯·赫爾利(Douglas G.Hurley),自從在2000年都被NASA選為太空人以來,他們始終是朋友兼同事。他們都有軍事試飛員的背景,之前都曾在太空梭任務中飛行過兩次,但這卻是他們第一次同時執行任務。赫爾利在2011年執行了太空梭的最後一次飛行任務。

2015年,本肯與赫爾利被NASA選中與波音和SpaceX合作開發商業太空飛行器的太空人。2018年,他們成為SpaceX載人龍飛船的首飛太空人。下午1點左右,本肯和赫爾利穿上了太空衣。SpaceX執行長馬斯克和NASA局長布裡登斯廷各自戴著醫用口罩,站在離太空人1.8米遠的地方,與太空人們簡單告別後,他們開始了前往發射臺的旅程。大約在同一時間,NASA分享了凱利·克拉克森(Kelly Clarkson)演唱美國國歌的視頻。

到達發射臺後,兩人在發射臺前停了下來,邁步進入標槍狀聳立的獵鷹9號火箭,其高度幾乎與足球場的長度相當。隨後,他們走進電梯,給親人打了幾通電話,走過一個橋後進入太空艙。經過一系列安全檢查後,艙門關閉。SpaceX的一位任務控制員問道:「你們準備好了嗎?」其中一名太空人回答說:「我們準備就緒!」

甚至在發射最終被取消後,本肯和赫爾利不得不在太空艙裡耐心地坐了大約一個小時,直到燃料從火箭中泵出,他們才安全離開。

乘坐哪艘飛船?

SpaceX以前從未有過將人類送入太空的經驗,其載人龍飛船是個口香糖形狀的太空艙,它是SpaceX最初的「龍太空艙」的升級版,後者已經被多次用來運送貨物,但還沒有將人送到國際空間站。載人龍飛船的空間最多可容納7人,但只有4個座位可供NASA執行任務。如果這次發射成功,它將在今年晚些時候將四名太空人運送到空間站。

發射意外推遲

美國總統唐納·川普攜第一夫人梅拉尼婭抵達佛羅裡達州親赴現場觀看發射

對川普總統來說,這一天本來有望成為一個非常重要的日子。即使美國因為新型冠狀病毒感染導致的死亡人數在周三突破10萬人,但此次發射仍將奏響從美國本土重返太空的壯麗序曲。參加過應對疫情的會議後,川普立即乘飛機前往佛羅裡達州,希望觀看NASA太空人近十年來首次從美國發射進入軌道的場景。

但白宮對發射是否會如期進行頗有微詞。由於面臨暴風雨的威脅,NASA官員當天一開始就表示,有50%的可能性發射將被推遲。最終,就在預定發射時間前幾分鐘,他們不得不下達了取消發射的命令。

川普總統在第一夫人梅拉尼婭·川普(Melania Trump)的陪同下,在離開華盛頓時沒有提到因新冠疫情而死亡的人數,就像他在很大程度上避免討論死於伊波拉病毒感染的人數一樣。但在起飛之前,他在推特上對那些批評他的政府應對疫情不力的人進行了反擊。

一邊是疫情導致死亡人數超過10萬人,一邊是對新太空未來的承諾,這兩個裡程碑事件的交織看似偶然,但卻並非毫無聯繫。NASA被迫採取特別措施,以確保太空人不會感染病毒或將病毒帶到國際空間站上,並告訴通常會大量出現觀看此類活動的航天迷們呆在家裡,通過在線收看。發射取消後,川普在推特上表示,他會在周六再次回來觀看發射。

太空服什麼樣?

1998年的宇宙災難電影《世界末日》(Armageddon)的導演麥可·貝(Michael Bay)曾接受採訪,討論了這部電影製作過程中最嚴重的危機。他說:「在主要攝影開始前三周,我去看了太空服,它們看起來就像掛在架子上的阿迪達斯慢跑服,那差點兒讓我自殺。因為如果你沒有炫酷的太空服,整部電影就完蛋了。」

顯然,馬斯克對此有著相同的執念,這從一系列設計元素中就可窺一斑。從太空人羅伯特·本肯(Robert Behnken)和道格拉斯·赫爾利(Douglas Hurley)穿著黑白相間的太空服,到搭乘黑白相間的特斯拉汽車來到卡納維拉爾角發射臺前,登上黑白相間的SpaceX載人龍飛船,準備跟隨SpaceX獵鷹9號火箭前往國際空間站進行處女航,似乎都有這樣的因素。

畢竟,要想吸引公眾對太空旅行的想像力時,時尚風格很重要。史密森學會國家航空航天博物館的國際太空項目和太空衣館長凱薩琳·劉易斯(Cathleen Lewis)說:「太空服是太空硬體中極具魅力的東西,它們喚起了人類的感官體驗。」

事實上,SpaceX太空服最能讓人聯想到的是詹姆斯·邦德(James Bond)的燕尾服,就好像是「鋼鐵俠」託尼·斯塔克(Tony Stark)為詹姆斯·T·柯克(James T. Kirk)的下一次大冒險而重新設計的太空服。流線的外形、圖形化外觀和鉸接式設計,讓這些太空服更接近流行文化和漫畫作品的想像,擺脫了NASA過往的臃腫風格。

他們會呆多久?會做什麼?

起初,本肯和赫爾利只計劃在空間站停留兩周,但這些計劃是在NASA認為任務將在2019年飛行時制定的。由於載人龍飛船和波音公司開發的星際線飛船研發延遲,NASA已經用完了前往空間站的俄羅斯聯盟號太空艙上的可用座位。它現在發現自己在空間站上人手不足,目前只有一名NASA太空人克里斯多福·J·卡西迪(Christopher J.Cassidy)和兩名俄羅斯同行駐留在空間站。

因此,本肯和赫爾利現在預計將在空間站停留至少一個月,以幫助卡西迪。本肯接受過太空行走的訓練,赫爾利參加過如何操作空間站加拿大製造的機械臂的進修課程。

為何NASA選中SpaceX?

為了取代太空梭,NASA決定轉向兩家私營公司求助,即SpaceX和波音,本質上讓它們幫助生產相當於航天領域的租車產品。然後,NASA將在其太空艙上購買前往太空的門票。事實證明,這個項目比NASA開發自己的替代太空飛行器要便宜得多,儘管太空艙在準備發射的過程中遇到了許多延誤。

川普政府領導下的NASA也希望刺激空間站開發出更多的商業用途,包括太空旅遊。雖然票價很貴,但乘客可以承擔乘坐SpaceX載人龍飛船進入軌道的費用,並可以在波音飛船準備飛行後購買座位。

為何太空梭要退役?

2011年,亞特蘭蒂斯號太空梭降落在佛羅裡達州的甘迺迪航天中心,標誌著太空梭計劃的結束

退役太空梭的決定是在2004年喬治·W·布希(George W.Bush)總統執政期間做出的,此前一年哥倫比亞號太空梭失事。雖然完成空間站的建造需要藉助太空梭,但它們的發動機、熱瓦和空氣動力學使它們的飛行和維護變得異常複雜。這些因素,以及繼續運營它們的費用,導致布希政府決定,這筆錢應該直接用於將太空人送回月球的一項名為「星座」(Constellation)的計劃上。

國際空間站於2011年完工,太空梭也由此退役。然而,歐巴馬政府認為「星座」計劃過於昂貴,為此取消了它。然後,它開始了「商業太空人」項目,也就催生了載人龍飛船和波音的星際線飛船。

NASA太空人如何到達空間站?

太空人已經連續在國際空間站生活了近20年。太空梭退役後,NASA不得不依靠俄羅斯聯盟號飛船運送太空人,其上的每個座位都要支付數千萬美元費用。

聯盟號飛船是以前蘇聯太空計劃中20世紀60年代首次建造的模型為基礎的,太空艙通常每年往返空間站幾次。隨著「商業太空人」項目的開始,聯盟號飛船的數量可能會下降。事實證明,它是一種可靠的載人航天工具,儘管2018年,由於火箭的一個助推器在起飛過程中出現問題,兩名太空人不得不緊急逃生。

NASA的太空人可能會繼續搭乘聯盟號進入太空,不過俄羅斯太空人也可能會搭乘SpaceX載人龍飛船或波音星際線飛船升空,以便太空站的人員工作可以熟悉各種不同的系統。然而,NASA不會再為聯盟號的座位支付費用,而是用波音或SpaceX飛船的座位交換「聯盟號」的座位。

疫情將人群拒之門外?

NASA敦促觀眾在周三的SpaceX發射中遠離甘迺迪航天中心,以限制新冠病毒的傳播。但來自發射場周圍被稱為佛羅裡達太空海岸的城市和各縣的官員預計,仍會有大量人群湧入現場。上個月,NASA局長布裡登斯廷曾呼籲人們在家中通過網絡直播觀看發射。他在新聞發布會上說:「當我們從甘迺迪航天中心發射時,可能會吸引大量的人群,我們不希望出現這種情況。」

但在甘迺迪航天中心外,NASA幾乎無法控制人群。在5月1日的新聞發布會上,布裡瓦德縣警長韋恩·艾維(Wayne Ivey)鼓勵人們前來現場觀看發射儀式。艾維警長說:「我們不會阻止那些想來觀看這場發射儀式的美國人來到這裡。如果NASA告訴人們不要來這裡觀看,那就是他們的責任。我是在告訴人們我作為一個美國人的信仰。所以NASA有他們的指導方針,我也有我的原則。」

太空海岸旅遊辦公室執行主任彼得·克蘭尼斯(Peter Cranis)表示,他預計將有數十萬人湧入海灘和公園。他說,十幾家海濱酒店(每家都有數千個房間)報告說,在發射之前就已經訂滿了。他預計新冠疫情可能會阻止一些人,但仍有許多人會前來見證這一歷史性的發射時刻。

布裡瓦德縣應急管理部門的溝通主管唐·沃克(Don Walker)表示,他預計海灘和道路上會有大量人群湧現,該部門的工作人員將要求觀眾保持至少1.8米的安全距離。克蘭尼斯還說:「從陣亡將士紀念日那個周末的人群來看,我想說人們已經準備好出門的準備了。他們似乎很高興能夠來到現場。」

病毒會進入太空?

NASA密切監測其太空人的健康狀況,NASA和SpaceX都小心翼翼地限制了與這兩名太空人互動的人數。

在發射前兩周,太空人將進入隔離狀態,儘管這並不是與所有人嚴格隔離。例如,在隔離期間,本肯和赫爾利從他們居住和訓練的休斯頓飛往甘迺迪航天中心進行發射。著陸後,他們和NASA局長布裡登斯廷共同回答了記者的問題,儘管他們之間保持著痕願的距離。

與此同時,他們還接受了病毒檢測。本肯上周被問及時說:「到目前為止,我們至少接受了兩次測試。有傳言稱,我們可能會在出發前再次接受測試。所以我認為總的來說,這似乎已經採取足夠預防措施了。「

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