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见证历史!SpaceX实现首次载人发射全记录丨钛媒体深度

发布时间:2021-02-28 05:13 编辑: 来源:

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见证历史!SpaceX实现首次载人发射全记录丨钛媒体深度

钛媒体 钛媒体 2020-05-31


钛媒体 TMTPost.com

|科技引领新经济|

北京时间5月31日凌晨3:22,SpaceX的载人龙飞船成功将两位资深宇航员送入太空。这是一次载入史册的时刻,它将永远改变世界对人们送入太空的看法,也是人类航天历史的里程碑。


钛媒体编辑丨林志佳


“ 3…2…1…Fire.”


一架载人航天飞机划破了佛罗里达州灰蓝色的天空。


经历一次发射活动延期后,终于在美东时间5月30日15点22分(北京时间5月31日凌晨3点22分),美国太空技术探索公司(SpaceX)公司的载人龙飞船(Crew Dragon,执行Demo-2任务)从美国佛罗里达州的肯尼迪航天中心起飞,成功将两名美国国家航空航天局(以下简称“NASA”)宇航员鲍勃·本肯(Robert Behnken)和道格·赫尔利(Doug Hurley)送入太空。


NASA宇航员鲍勃·本肯(左)和道格·赫尔利(右)


载人龙飞船以17,000英里/小时加速上升,2分40秒后一级火箭分离,二级火箭点火成功。



然后,火箭第二级与带有太阳能电池板的龙飞船分离,一级火箭降落到回收船中。


12分钟10秒左右,火箭二级与飞船完成分离,船舱逐渐升高至太空轨道。



SpaceX首次载人航天发射阶段圆满成功!


这是自2011年7月航天飞机“亚特兰蒂斯号”(STS-135)退役后,美国首次使用国产火箭和航天器,从美国本土将NASA宇航员送往空间站。同时,这也是世界首次让宇航员乘坐私营航天公司的航天器到达太空。而且,这是SpaceX公司成立18年来,首次将人类送入太空。


睽违9年,美国本土首次将宇航员送入太空,从肯尼迪到硅谷,再到美国白宫,此次发射活动备受关注。美国总统特朗普(Trump)和副总统迈克·彭斯(Mike Pence)甚至亲自到场,在肯尼迪航天中心观看发射活动。


特朗普在肯尼迪现场表示,“太不可思议了。我为NASA和SpaceX的成功合作感到骄傲。当看到这样的景象时,真是不可思议。”


“这一发射开启了人类航天的新时代。”美国NASA局长吉姆·布莱登斯汀(Jim Bridenstine)表示,“这是人类太空飞行的一个新时代。”


钛媒体App还发现,SpaceX投资人之一,总部位于硅谷的Fusion Fund创始合伙人张璐在朋友圈表示:“改变世界的同时创造财富,但最重要的还是改变世界”!



事实上,这次发射的过程可谓是一波三折。本次载人发射任务原定于美国东部时间5月27日下午发射,最终因雷暴天气原因,被迫推迟。在历史性的载人发射任务面前,SpaceX和NASA双方都无比谨慎。即使是今天发射前的几个小时,NASA依然说有50%的概率能够按时发射。


但在短短的几个小时内,NASA和SpaceX勇敢的踏出新一步,从而开启了人类太空飞行的新纪元。从这一刻起,大众距离太空旅行、重返月球、拍摄地球等梦想将不再遥远。


为摆脱对俄依赖,美国九年航天太空梦终实现


航天飞机承载着美国人的光荣与梦想。


过去半个世纪,美国多次主导了航天领域的体系建设和航天飞机发射任务,至今也是唯一成功以太空梭进行过载人任务的国家。


“二战”后,美国、苏联两国开启了航空争霸。1964年,苏联提出了“暴风雪太空梭登月太空计划”,发射了包括暴风雪号太空梭等多个航天飞机。在苏联解体后,俄罗斯的航天设备由哈萨克斯坦接收,由于经费不足致使俄太空计划陷入停顿。


苏联暴风雪号太空梭(11F35 K1)航天飞机


最终,全世界只剩美国对航天飞机进行研发并执行相关任务,拥有太空一方霸主地位。


数据统计显示,在“亚特兰蒂斯号”退役前,美国把50多颗卫星送进了太空轨道,并将16个国家的355名人员送入太空。


但是,美国人引以为傲的航天飞机时代在2011年暂时落幕。


2004年,时任美国总统的乔治·布什(George Bush)宣布结束美国航天飞机计划。2011年7月,名为“亚特兰蒂斯”号的航天飞机在执行12天的太空任务后,和先行退役的“发现号”和“奋进号”航天飞机一样,被送入博物馆,实现永久退役。而这成为美国最后一次从本土飞向国际空间站。


此后九年间,NASA从未做过美国本土发射航天飞船的工作,而是选择与俄罗斯进行合作,通过从哈萨克斯坦发射的俄罗斯“联盟号”(Soyuz)飞船,将美国宇航员送入国际空间站。


航天飞机demo-1(来源:NASA)


为何美国不选择继续自主研发和发射新的航天飞机?


其实主要原因还是在于资金缺乏和技术陈旧。


NASA曾评估过,从航天飞机诞生到2010年,美国已经在上面花费了约2090亿美元。1972年,启动航天飞机项目之时,美国每次发射飞机的成本就高达15亿美元。考虑通胀因素,这一金额已超过登月、制造原子弹和开凿巴拿马运河的总和。若NASA自主研制和发射火箭和航天飞机,每次的实际成本可能达到345亿美元。


由于1998年亚洲金融危机和2008年全球金融海啸,这两次大的金融市场动荡,让白宫的财政情况亮起红灯,削减了NASA的日常开支。自2010年至今,每年NASA得到的白宫开支费用区间大约在20亿美元到65亿美元之间,远远无法支撑起航天飞机的持续研发。


因此,NASA在资金方面的缺失,让其无法持续研发航天飞机,最后也转做大负荷运载火箭,研制将人类送上月球、小行星和火星的卫星,减少研发支出。


另外,航天飞机技术老旧,安全性能堪忧也是美国航天飞机退出历史舞台的原因。


1986年1月28日,美国“挑战者号”上空刚起飞73秒,由于固体火箭助推器内的高压高热气体泄漏,飞机发生解体爆炸,导致机上7名机组人员无一幸免。而在2003年2月1日,美国“哥伦比亚号”再发生航天飞机左翼解体爆炸事件,同样导致7名美国宇航员牺牲。


这两次事件,成为美国人心中挥之不去的痛。


带NASA logo的火箭(来源:SpaceX)


最终,美国想到的唯一办法就是,借俄罗斯的航天飞机,让宇航员维护一下美国的国际空间站。


但昔日太空霸主的美国万万没想到,俄罗斯会借机坐地涨价。


钛媒体App梳理后发现,自美国2004年宣布结束航天飞机计划后,俄罗斯已将载送航天员升空费用8度加价,涨幅最大的一次是2011年夏天,美国需为每位升空航天员向俄支付4340万美元,较上半年大幅加价57%。而到2019年时,“联盟号”上的每个座位高达8600万美元,约合6.2亿元人民币,较2005年上涨超180%。


在这9年间,NASA已为70张座位票向俄罗斯支付近40亿美元,主要用做执行航天任务的相关技术费用。


这样的境遇让很多美国老科学家颇感不适。美国宇航局科学家欧文·加里欧特(Owen Kay Garriott)教授形容称:“悲伤的感觉如同失去一个老朋友,我们丧失了60年前冷战开始时的那种精神。”


《华尔街日报》曾评论指,美国成功研发出航天飞机,赢得了技术竞赛,但却输掉了这场持久的战争。


过去几年的经济负担,以及美俄关系迅速陷入冰冻期,给NASA施加了更大的压力,最终,他们决定终止对联盟号的使用,摆脱对俄航天设施的依赖,由马斯克的spaceX公司执行后续的航天任务,为NASA的载人航天计划提供了更可靠的新选择。


据多家外媒报道,NASA最终只向SpaceX公司支付了3.96亿美元资金。并且,这笔钱不仅专门用于研发火箭和航天飞机,还为货运龙飞船和佛罗里达州发射台的开发提供了资金支持。换而言之,龙飞船是迄今为止美国最便宜的载人航天器,也是SpaceX公司为NASA制造最具性价比的载人航天器。


载人龙飞船发射前最后一次重大测试(图片来源:SpaceX)


经过长达九年的研发与测试,今天,马斯克给NASA交上了一份满意的答卷。


为什么是SpaceX?


在航天史上,载人航天的研制和发射一直都与政府紧密相关,美国也不例外。美国的航天事业基本都是由NASA做主导,比如水星,双子座和阿波罗时代的航天飞行计划,全为NASA一手包办。


21世纪初以来,NASA就一直有计划找其他机构接手将太空人员运往国际空间站的任务。在哥伦比亚号航天飞机于2003年发生解体爆炸事故之后,NASA就着重研发能够抵达月球的替代飞船。


要有足够费用承担这个项目,必要的一步就是在运送人员和设备前往国际空间站的任务上与私人企业合作。2014年,商业航天员计划(Commercial Crew Program,简称CCP)正式诞生。 


简单来说,CCP就是NASA寻求私人承包商航天器服务,将实验设备和补给运送到国际空间站在轨实验室,利用商业运输的能力,将美国的太空计划商业化,从而推进美国高质量科学研究和技术开发。


在这其中,政府将不再做主导,只是作为SpaceX的客户角色,整个过程都是由SpaceX研发。NASA给予了商业公司大量人才、技术、资金的支持,这将大大减少双方实际付出的成本。


从左至右分别是:美国宇航局局长吉姆·布莱登斯汀(Jim Bridenstine);SpaceX创始人埃隆·马斯克(Elon Musk);载人龙飞船的两名宇航员道格·赫尔利和鲍勃·本肯(图片来源:洛杉矶时报)


前白宫航天顾问Mark Albrecht曾表示,此次载人发射任务,失败归于NASA,荣耀归于Space X。


2015年,NASA确认和波音(Boeing)公司、SpaceX公司签署了42亿美元和26亿美元的合同,委托两家公司分别开发和测试新的宇宙飞船——Starliner和龙飞船,目的是运送NASA宇航员往返国际空间站。这种宇宙飞船要成本更低、效率更高、更安全,基本上可以作为航天飞机的替代品。


相对于多次飞行失败的波音,SpaceX在近几年的成绩斐然。


2008年,猎鹰1号发射成功后,SpaceX成为人类第一个实现火箭发射的民营商业航天公司;2015年12月,SpaceX将猎鹰9号火箭飞回发射场附近的着陆场,并成功垂直着陆,这是轨道级火箭的首次成就;2016年4月,SpaceX成功将一艘龙飞船送入低地球轨道;2017年3月,SpaceX将已回收的火箭第一级再次发射,并再次成功着陆。


SpaceX(图片来源:NASA)


截止2019年2月,SpaceX已与NASA进行了16次国际空间站(ISS)补给任务的合作。多次火箭、卫星发射都非常成功。另外,在整体技术研发实力上,SpaceX也是世界航天领域的佼佼者。


该公司已经在定期运送货物至国际空间站,现在计划开始运送宇航员。马斯克的公司还在研发建造更大的载人“星际飞船(Starship)”——这可能将开启火星定居的第一步。


此前,SpaceX为载人航天飞机的发射进行了多次准备工作,花费了多年的时间进行测试和检查,以确保此次发射能够安全进行。


2019年3月,SpaceX进行了一次同样的演示飞行,没有宇航员。今年1月,SpaceX进行了另一项关键测试,在没有任何人发射太空舱的情况下,故意摧毁了火箭,以表明该飞船能够在紧急情况下将宇航员送到安全地点。


自2012年10月,SpaceX公司研制的货物龙飞船,多次将科研物资和补给送至国际空间站,而这次发射的载人龙飞船,是在货运飞船基础上改进而成的。


相对于一代的货物龙飞船,此次二代的载人龙飞船依旧需要用“猎鹰9号”火箭助推发射,采用两舱式设计,由乘员舱和非密封舱两部分组成的,内部增加了生命保障系统、座椅和控制面板等,内部操控台全部换成了触屏。


与传统的火箭不同,猎鹰9号的一级火箭使用了可回收技术,有了这项技术,运载火箭得以重复利用,发射成本也因此大幅度降低。


SpaceX官网提供的龙飞船内部图


另外,载人龙飞船最大的特点就是采用了首创的新型发射逃逸系统,可重复使用、安全可靠等,另外,乘员运输能力强,内部空间较大,操作更为友好等,也是该飞船引人注目的原因之一。


紧张的发射现场


就在几天前的5月27日,SpaceX宣布,因雷雨天气原因,载人发射活动被迫推迟。


NASA方面随后解释称:“佛罗里达州地区含有带电云,它对火箭发射来说尤其危险。如果火箭飞得离带电云足够近,闪电可能会击中火箭,造成损害,危及飞行任务。在既定的发射时间,天气却不太好,可能会影响宇航员和火箭的成功发射。”


据SpaceNews报道,NASA和SpaceX在30日的发射活动前进行了审查,最终确认,龙飞船或猎鹰9号火箭没有重大技术的问题,可以按计划发射。


当地时间5月30日中午12点左右,即飞船发射两个多小时前,两名NASA宇航员鲍勃·本肯和道格·赫尔利,乘坐特斯拉公司提供的Model X电动汽车(配备鹰翼门款),不到半小时左右到达发射场地。而非NASA运送航天飞机人员的改型Astrovan Starliner房车运送宇航员。



下车后,两人身穿SpaceX制作的太空服,在离地面约230英尺的光滑人行道上行走,摆出几个Pose姿势后,缓缓登上位于猎鹰9号火箭顶部的SpaceX载人龙飞船太空舱。


然后,地面人员安顿宇航员的座位,戴上座椅约束装置,经过检查无误后,最后关闭舱门,密封外壳。


关闭舱门


经过对天气反复评估后,SpaceX最终确认继续推进发射计划。在预定的升空前不到一个小时内,SpaceX飞行控制室宣布“准备发射”,下午1:17,NASA发推文称,船员已经安顿好了。并且,在发射前约35分钟,SpaceX装载了燃料。


据悉,此次发射是由SpaceX公司提供指令和地面技术支持,而非NASA。尽管鲍勃·本肯和道格·赫尔利是NASA宇航员,而且美国宇航局方面也会进行监督,但这是SpaceX的地面控制室,由该公司负责发射和技术指令,马斯克也在离发射场仅数英里的任务控制室内进行观察,确保发射活动万无一失。


值得一提的是,只有当载人龙飞船发射成功后进入指定轨道,成功与国际空间站对接,并安全将宇航员带回地球,这次的任务才算成功。


龙飞船发射过程示意图


按照SpaceX的计划,预计在19个小时后,即北京时间今晚23点,载人龙飞船将尝试与国际空间站完成对接。


一切圆满完成后,龙飞船太空舱内的两名宇航员将在国际空间站中停留30至119天,根据地面指令,两位宇航员将适时返回龙飞船的太空舱,与空间站解除对接,回归地球表面。


解除对接后的太空舱将重新进入地球大气层,使用降落伞减速并溅落到大西洋上,这个过程大约花费约几个小时到两天。然后,SpaceX和NASA的地面工作人员,在名为“GO Navigator”海船上接载两名航天员,最后返回佛罗里达州的航天基地。


未来:人们可以花4亿 到NASA的空间站玩30天


一旦两名宇航员可以成功回到地球上,就可以证明“CCP计划”是非常成功的,可以按计划进行。


SpaceX和NASA将仔细检查此次测试飞行中收集到的数据,并进行分析,来证明宇航员可以成功借助龙飞船往返国际空间站。


如果这次的载人龙飞船示范2号(Crew Dragon Demo-2)任务成功的话,SpaceX将会继续与国际太空站进行六次实体运作任务,这是他们与NASA的26亿美元合同所要求的一部分。



这意味着,SpaceX将让更多人,可轻松“打车”往返NASA国际空间站。


NASA此前曾计划,从2020年开始,允许游客访问国际空间站,每人费用约为5800万美元(约4亿元人民币),其中包括3.5万美元每晚的住宿费,最长可达30天。


具体游客和费用的安排由波音和马斯克旗下Space X两家公司负责,他们将挑选游客,保证宇航游客达到太空飞行所需的医学和培训要求。在运送方面,SpaceX将使用自己的龙飞船,波音用Starliner飞船。


NASA解释称:“从长远来看,NASA的目标是成为许多客户在低地球轨道上购买服务的独立、商业和自由飞行的可居住目的地之一。”


根据《纽约时报》的报道,目前已有两家公司宣布与SpaceX进行合作,计划购买龙飞船座位,以非NASA乘客身份进入太空。今年2月18日,太空探险公司Space Adventures宣布,年底前计划让四人登上SpaceX的载人龙飞船,绕椭圆形的地球太空轨道运行,该公司没有提及购买价格,但媒体指,费用大概要在4000万美元左右。3月5日,Axiom Space发布消息称,该公司将带太空游客乘坐SpaceX龙飞船,参观国际空间站,从高空观察地球。


而知名美国男演员兼电影制作人汤姆·克鲁斯(Tom Cruise)甚至提出,他有兴趣乘坐龙飞船到太空中拍摄电影。


中国科学院国家空间科学中心原主任吴季教授表示,如果此次发射和载人航天任务圆满成功,那么马斯克的SpaceX公司就将证明私营部门参加载人航天运输不再是个噱头,而是开辟了新领域。此后,企业将可以向政府及其他希望购买服务的机构或个人出售个人太空旅行等服务。


张璐对钛媒体表示,这次龙飞船成功发射,则意味着,SpaceX将有越来越多的客户订单,不止是从美国的一些公司,可能还有很多其他国家的订单都会进来,都会与马斯克进行更密切的合作,这对于该公司本身的健康发展、收入和利润,有非常大的提升作用。


另外,NASA还希望扩大空间站的商业活动范围,不仅限于国际实验室那些科研活动。美国希望在2024年以前,首次将女性宇航员送上月球,并且要继1969年之后首次再让一名男性宇航员登月。


值得一提的是,目前SpaceX和NASA已启动了下一次“龙飞船”载人航天飞行计划。预计在今年初秋,他们将利用载人龙飞船,再进行一轮发射任务。该航班将搭载四名宇航员:美国NASA宇航员维克多·格洛弗、迈克·霍普金斯和香农·沃克,以及日本宇航员野口信一。


目前美国政府已经对NASA追加了16亿美元预算。美国副总统彭斯今年3月称,五年内美国将派多人登陆月球。如果一切顺利,美国将持续保持太空霸主地位。


与此同时,中国也在加紧做载人航天计划。5月8日,中国长征五号B运载火箭,托举新一代载人飞船试验船实现首飞,且返回舱成功着陆。


长征五号B运载火箭(来源:央视)


中国载人航天工程载人飞船系统总设计师、航天科技集团五院新一代载人飞船试验船项目负责人张柏楠接受媒体采访时表示,中国已经独立自主建成了完整的载人航天体系,为下一步空间站的建造运营奠定了坚实的基础。


5月24日,中国载人航天工程总设计师周建平在两会期间透露称,中国准备在两年内执行11次飞行任务,发射“问天”和“梦天”两个实验舱,与核心舱对接,建造一个空间站,并将很快为该项目选择一批新的宇航员,而这批航天员选拔将不限于飞行员,还包括飞行工程师和有效载荷专家即科学家。“我们将于明年开始开展空间站关键技术验证,实施在轨建造阶段的发射任务。”


实际上,过去几年中国航天经历了很多新的变化,包括商业航天公司与中国载人航天之间的合作,让中国航天事业呈现新的活力与发展点,加上“新基建”的推出,让更多商业航天公司看到了机遇。


2016年龙飞船太空舱接近国际空间站图片(图片来源:NASA)


就目前来看,此次SpaceX的龙飞船能够发射成功,将是一次里程碑式的事件,它将永远改变世界对人们送入太空的看法。对中国,乃至全世界商业航天领域,具有非常重要的意义。


航空领域专家,微信“小火箭”运营者邢强博士接受钛媒体采访时称:“载人航天且对接到(国际)空间站,是近地轨道航天活动最大的一个圣杯。美国的商业航天产业从无到有,然后现在成为美国航天产业规模和技术层面的引领。对于中国来说,这具有非常大的启发意义。(我)期待中国也能够大力发展民营商业航天产业,为太空技术的发展提供更多可能性。”


钛媒体App还将持续关注本次发射后续进展,更多相关详情,还可订阅钛媒体App实时更新的特别专题——《SpaceX首次载人火箭发射》 。点击阅读原文下载钛媒体App,即可查看更多精彩内容。


(本文首发钛媒体App,作者 | 林志佳,编辑|赵宇航)



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