5月27日美國歷史性載人發射預告,最全面關鍵報告來了

2020-12-26 騰訊網

儘管原定5月19日發射第7批1.0版星鏈延至6月,不過我們即將等來一場歷史性重大發射——龍飛船首次載人飛!

現在來看看那些不容錯過的重要發射細節和預告——

發射預告

發射時間:美東時間5月27日16:33(北京時間5月28日4:33)

發射地點:美國黃金髮射位佛州甘迺迪航天中心39A

運載火箭:全新獵鷹9號B5火箭(編號B1058.1)

發射任務:SpaceX DM-2 龍飛船首次載人飛任務

載人飛船:全新載人版龍飛船(編號C206.1)

搭載太空人:NASA兩名資深太空人道格·赫爾利、鮑勃·本肯

發射承運商:SpaceX

發射客戶:NASA

發射意義:自2011年太空梭退役以來美國本土首次載人發射任務開啟美國乃至全球商業載人航天新時代從2010年發射第一艘試飛龍飛船到2020年龍飛船首次載人發射,SpaceX十年磨一劍,開創了全球私營太空公司載人航天新高度

發射前有哪些關鍵準備?

5月15日,全新載人版龍飛船(編號C206.1)運抵39A發射臺火箭機庫,與在此等候的嶄新一枚獵鷹9號火箭(編號B1058.1)會合,目前進行水平式箭船組裝、檢查、審核。

這艘龍飛船在此之前曾在發射臺以南一個燃料庫加裝了二元推進劑(肼+四氧化二氮),為飛船推進系統8臺天龍座發動機裝載自燃性推進劑,用於緊急狀況下啟動逃逸發射,以及太空機動推進。箭船整合後,由火箭運輸機運到400米外的發射臺上,從水平狀態豎立為垂直狀態。到時候我們將看到:全高65米的一體化箭船組合,矗立在美國黃金髮射位,整裝待發。之後進入最後預備階段:發射前溼彩排。除了釋放火箭、發射升空以外,需要預先測試一遍所有任務環節,包括加注燃料、靜態點火等關鍵測試。

5月20日,首批搭乘龍飛船的兩位NASA太空人道格·赫爾利、鮑勃·本肯,由隔離狀態進入臨飛狀態,從德州休斯敦詹森航天中心搭乘一架NASA灣流飛機飛抵佛州甘迺迪航天中心,接受飛行前的例行健康體檢。在此之前,兩人從5月13日開始隔離。

5月21日,啟動首次飛行準備評估程序,NASA評估委員會例行審查此次載人航天任務準備狀態;5月25日,啟動第二次飛行準備評估程序。5月22日,NASA將舉行一場線上新聞發布會,由兩位太空人、NASA管理層以在線視頻形式回答記者提問。5月23日,實地彩排一遍發射流程,預演惹眼的「雙X行動」SpaceX+Model X:兩名太空人身穿艙內太空衣,乘坐特斯拉Model X,從標誌性建築體甘迺迪航天中心太空飛行器組裝大樓一路來到美國黃金髮射位39A,乘坐直達電梯抵達80米高的發射塔,穿過富有科幻感的空中廊橋,進入一間白色預備艙,一切準備就緒後鑽入載人龍飛船。

其實早在今年1月17日兩人首次彩排「雙X行動」,只不過非常低調,還是在晚間。

龍飛船指揮官赫爾利坐在左側,聯合指揮官本肯居右而坐。舒適的半躺姿勢,調整深呼吸,默默進入發射倒計時……這種被NASA稱為Dry Dress Rehearsal的「幹彩排」流程,其實為了讓太空人以及整個幕後團隊熟悉一遍所有流程,找找發射日的感覺,畢竟這會是寫入歷史的高光時刻。

DM-2任務關鍵環節有哪些?

現在撥快時鐘,讓我們提前進入發射日當天,提前感受一下那些關鍵環節(以美東時間為準)——

T-5小時:5月27日11點半,美好豐盛的午餐時間。兩位太空人大可以飽餐一頓,不必擔心飛行途中可能帶來的噁心嘔吐。畢竟距離發射升空還有整整5個小時,到時候一肚子美食早已消化差不多了。一旦吃飽喝足後,就得穿上SpaceX艙內太空衣,儘管差不多屬於史上最輕最酷的宇航套裝,但怎麼也不如普通衣服方便。

T-4小時30分:美國空軍第45中隊發布天氣預報,確認最新發射容許度。如果容許度低於50%,很可能推遲發射,延至5月30日備份發射日。

T-3小時:接下來上演「雙X行動」SpaceX+Model X:兩人身穿未來主義白色太空衣,乘坐雙翼門設計的白色Model X,從甘迺迪航天中心太空飛行器組裝大樓到39A發射位,一路行駛14公裡,發射前3小時到達發射臺。

T-2小時15分:經過一連串預設動作,走下車、拍硬照、揮手致意告別、乘電梯、穿越空中廊橋,兩人進入龍飛船。

T-1小時50分:太空人左右分坐,半躺姿勢,系好安全帶,啟動無線通訊,調整呼吸,讓自己進入狀態……發射前1小時50分時,關閉艙門。

T-35分鐘:開始加注低溫推進劑:高純度煤油、液態氧。

T+0:火箭發射升空,開始超熱度首飛,點燃裡程碑式時點:2020年5月27日16:33(北京時間5月28日4:33)。這是自2011年太空梭退役以來美國本土首次載人飛高光時刻,同時是開啟美國乃至全球商業載人航天新時代的裡程碑時刻。

T+2分38秒:獵鷹9號一級火箭與上面級分離,進入返航飛行模式。

T+9分37秒左右:編號B1058.1一級火箭目標降落在OCISLY【當然我還愛著你】無人海上平臺上。這將是SpaceX第52次火箭回收、第33次海上回收、OCISLY第26次喜迎火箭回收。

T+11分左右:龍飛船與上面級分離,開始獨自太空之旅。這期間採用全自動模式繞地飛行19小時,逐漸爬升軌道,慢慢追上國際空間站。

5月28日11:29(北京時間5月28日23:29),即發射升空19小時後,載人龍飛船開始對接國際空間站美國艙段和諧號,同樣採用全自動對接模式(飛船距離空間站大約200米時,一旦自動對接失效,可以切換至指揮官赫爾利手動對接模式)。不管怎樣,最終能夠順利親吻空間站,第一次的感覺都是無比美好。

5月28日13:55(北京時間5月29日1:55),已在空間站的NASA太空人克裡斯·卡西迪率先打開龍飛船艙門,喜迎首批搭乘龍飛船的美國太空人道格·赫爾利、鮑勃·本肯,實現歷史性太空擁抱——這種既視感已經足足久違了九年,上一次還是2011年太空梭謝幕那一年。身在空間站的兩名俄羅斯太空人阿納託利·伊萬尼辛、伊凡·華格納,當然也會加入熊抱之列,隨後舉行一場別致的歡迎儀式。榮耀不僅僅屬於空間站太空人,還有那些支持並實現完美任務的幕後英雄們,包括SpaceX、NASA所有參與者,此時此刻都會共享高光時刻……

任務期限有多長?

DM-2任務期限到底有多長時間?其實一直變來變去。從最初7天短暫試飛任務升級為正式任務(30~119天),一個月到3個月都有可能。截至目前NASA還沒有給出最後時限。

一方面取決於龍飛船太陽能裙襬的使用壽命。這款全新設計理念的太陽能供電系統,採用小片太陽能電池板拼成曲面「太陽能裙襬」,就像圍裙一樣半包圍於服務艙外表(一改傳統太陽能展開式陣列),從而徹底避免展開故障風險,不過缺點就是曲面電池板因受熱不均有可能造成電池性能衰減,從而影響整個飛船停靠時間。根據NASA審核委員會報告,這是唯一影響龍飛船長期停靠空間站的決定因素。俄羅斯現役載人飛船聯盟號儘管採用過氧化氫推進器,也存在自然降解問題,同樣影響聯盟號在軌壽命。不過通常在軌運行可達200天。

另一方面,取決於NASA在這段時間太空任務安排,目前空間站僅有一名美國太空人克裡斯·卡西迪,通常每批NASA太空人要支持、維護或完成多達250項太空任務。即使請俄羅斯太空人友情出場也無法完成複雜的艙外任務,因此有可能有計劃讓道格·赫爾利、鮑勃·本肯儘可能多些時間駐留太空。尤其是鮑勃·本肯曾經執行過6次艙外任務,堪稱太空行走老司機。此前他已接受過相關任務的水下訓練,有望與克裡斯·卡西迪共同出艙,完成使命。

為何選擇這兩位太空人?

首批搭乘龍飛船進入太空,無疑是歷史性榮耀。因此選擇誰來擔綱此任自然尤為重要。事實上,早在2015年~2018年NASA就開始這項重要的遴選工作,2018年最終選出兩位宇航老司機,作為首批龍飛船太空人。這兩名NASA資深太空人:道格·赫爾利(右)、鮑勃·本肯(左),履歷非同尋常。

道格·赫爾利(Doug Hurley):53歲,DM-2任務龍飛船指揮官,2000年加入NASA太空人隊列,曾任海軍陸戰隊的試飛員、上校,2011年曾兩度駕搭乘奮進號、亞特蘭蒂斯號太空梭,並且榮耀完成了太空梭謝幕飛——亞特蘭蒂斯號最後一次飛行任務STS-135。

鮑勃·本肯(Bob Behnken):49歲,DM-2任務龍飛船聯合指揮官,同樣在2000年加入NASA太空人隊列,執行過6次太空行走,總計超過37小時,同樣也是位經驗老道的宇航老司機。

兩人都有十年以上豐富的宇航經驗,都曾搭乘太空梭進入太空。因此選擇他倆有著更特殊的意義,這意味著:美國載人航天一脈相承,從當年輝煌的太空梭時代如今傳承到商業載人航天時代。時代不斷進步,宇航時代更是迭代推進。

為何NASA重新啟用蠕蟲標?

今年4月初,時隔多年的NASA蠕蟲標復出,首次顯現在擔當發射這次任務的獵鷹9號火箭上。我們知道,NASA創建60多年來,共有兩個標誌(logotype):肉丸+蠕蟲。

▲肉丸標(Meatball):1959年~1975年使用,1975年被蠕蟲標取代,1992年5月22日重新啟用至今。

▲蠕蟲標(Worm):1975年~1992年使用,1992年5月22日停用,2020年4月3日開始,作為次要標誌重新啟用。

看得出來,肉丸標、蠕蟲標交替使用橫跨NASA整整60年,足足見證了美國五個載人航天時代:水星時代、雙子座時代、阿波羅時代、太空梭時代、商業載人航天時代。尤其最近這個商業載人航天時代,儘管與前四個時代具有很大差別,卻是之前黃金時代的演化產物,如今重新啟用,印在美國商業載人航天新時代首枚火箭上,肉丸標、蠕蟲標並列其上,寓意美國本土載人航天一脈相承,金衣缽終於可以放心傳給擔當者SpaceX。

首飛有何重大意義?

這是2011年太空梭全部退役以來,美國本土載人航天計劃首次載人飛。背後意義自然非凡,這不僅意味著美國重啟載人航天,重掌載人發射自主權,又在全球率先開啟商業載人航天的嶄新時代。

這次首飛,標誌著美國再度與俄羅斯並駕齊驅、重掌往返國際空間站的雙雄格局。自2011年太空梭全部退役後,往返國際空間站的唯一通道全由俄羅斯獨家主宰。美國作為航天大國強國卻乾瞪眼、干著急,只能任由宰割。聯盟號飛船艙位費15年間幾乎飆升了400%。NASA最近又從俄羅斯手中購買今秋聯盟號一個艙位,創下歷史新高:超過9020萬美元。要知道,NASA停飛太空梭後累計已向俄羅斯航天局支付35億美元購買艙位,這一巨資甚至超過投給SpaceX31億美元用於開發載人龍飛船。而NASA推行的商業載人航天項目——載人龍飛船艙位費只有5500萬美元,不太靠譜的波音星際飛船艙位費平均9000萬美元(波音辯駁稱不到7000萬美元)。但不管怎樣,這都是美國本土載人航天恢復原力的喊價,比起報價更重要更敏感的是國家航天戰略安全,太空要道一直卡在別人手裡的滋味,美國一嘗就是十個年頭。如今終於就要熬到頭兒了。除了付出高昂票價外,戰略風險顯露無疑。想想看,地球上最強大的航天強國,卻無法發射自己的太空人去空間站!是不是有些反諷?正因為如此,這次龍飛船載人首飛,才顯得尤為重要!

重要意義還在於,以往有能力實現載人航天發射的俄美中都是國家項目,官方航天機構親自操辦,而新一代美國載人計劃——採用官方發包、發射商承包的商業模式。NASA批准的首批發射承包商只有兩家:SpaceX、波音。SpaceX又是領銜者。

NASA推行商業載人航天計劃可謂非常划算,為NASA節省了大約200億至300億美元。NASA局長吉姆·布裡登斯汀最近表態,扶持兩家承運商金額:波音51億美元(實付48億)、SpaceX31億美元,遠低於原先載人航天「星座計劃」預算總額345億美元。所以說,這次任務不僅意味著美國重啟載人航天關鍵一發,也是全球率先開啟商業載人航天一個嶄新時代。

後續任務是什麼?

這次任務之後,將在下半年(內部瞄準今年9月)正式發射美國商業載人航天首班龍飛船,任務代號USCV-1。現已確定4人執行首航——原本兩名NASA太空人:維克多·格洛弗(Victor Glover)、麥克·霍普金斯(Mike Hopkins),新增兩名:美國女太空人香農·沃克Shannon Walker、日本太空人野口聰一Soichi Noguchi,任務期6個月。最終還要看DM-2任務期限。

SpaceX載人航天超簡史

2005年,SpaceX最早公布商業載人航天計劃,提出載人龍飛船概念,設計成垂直著陸,未來用於登陸火星。

2008年,SpaceX贏得NASA商業貨運補給合同,為商業載人航天項目開好頭,做鋪墊。

2010年,第一艘龍飛船成功試飛,讓NASA高層開始刮目相看。

2011年,SpaceX贏得NASA商業載人航天開發合同。

2017年,載人龍飛船垂直著陸功能被NASA否決,簡化功能後,只作為發射中止推進系統、真空推進器、再入飛行減速。

2018年,SpaceX公布整套商業載人航天系統,載人龍飛船、發射系統、回收系統、太空人飛行裝備等。

2019年3月,漂亮完成無載人首次試飛(DM-1),讓NASA太空人搭乘美國本土商業飛船首飛的多年夙願,貌似近在眼前。

2019年4月20日,佛州卡角突如其來的一場爆炸,變成拐點。漂亮演繹過SpaceX無載人測試首飛的那艘明星飛船,在例行靜態點火時突發爆炸。這讓高歌猛進、一路領先的SpaceX商業載人航天計劃緊急剎車。

2019年7月,就在阿波羅登月50周年大慶前夜,SpaceX公布事故調查結果。整改方案:徹底換掉鈦金屬止回閥。這樣既公布了結果,又淡化了事故。作為載人飛船領跑者,SpaceX試圖儘快擺脫爆炸陰霾。

2019年第三季度,SpaceX與NASA雙方高層出現「隔空暗戰」的緊張局面。發包承包雙方難免心生嫌隙,相互埋怨。SpaceX認為NASA太過苛刻,雞蛋裡挑骨頭。NASA認為SpaceX一貫過於樂觀激進,載人飛船不是火箭回收,容不得半點試錯。

2019年10月中旬,馬斯克與NASA局長握手言和,高調聚首SpaceX總部加州霍桑,共同表態:商業載人航天合作依然牢不可破。供需雙方發展到現在,早已是利益共同體。吵歸吵,誰都離不開誰。

2019年11月14日,載人版龍飛船低調完成靜態點火測試,實測4.20爆炸事故改進方案,驗證載人龍飛船超級天龍座推進器安全可靠性。

2020年1月19日,編號為C205.1的載人版龍飛船,漂亮完成飛行中止測試,為真人首秀(DM-2任務)做好最後、最關鍵的鋪墊。2020年4月18日,NASA正式宣布龍飛船首次載人飛(DM-2)發射時間:2020年5月27日。

2020年5月27日,龍飛船載人首飛任務發射。一路高歌猛進的SpaceX公司終究還是領跑者。這位太空先鋒即將率先開啟美國乃至全球商業載人航天的新紀元,成為全球第一家承運航天員往返國際空間站的商業太空公司,這將徹底改寫全球載人航天史以及未來載人航天格局。也是SpaceX十年磨一劍,從發射首艘測試版龍飛船到首次載人發射龍飛船僅僅用了10年,由此突破全球私營太空公司載人航天的新高度!

熱盼如期感受超燃發射時刻,彷佛回到2018年重鷹首發現場,或者50多年前阿波羅11號發射現場,開始點燃一個新時代……

本文參考:

Crew Dragon Spacecraft Arrives at Launch Complex for NASA’s SpaceX Demo-2

SpaceX’s NASA astronaut launch debut jumps its place in line, now up next

Crew Dragon capsule meets Falcon 9 rocket inside launch pad hangar

NASA estimates having SpaceX and Boeing build spacecraft for astronauts saved $20 billion to $30 billion

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