騰訊科技文/喬輝

　　北京時間 5 月 31 日凌晨 3 點 22 分，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）首次利用載人龍飛船把兩位宇航員送入地球軌道，目前正在追逐國際空間站，預(yù)計 19 個小時后，嘗試與國際空間站對接。

火箭升空畫面

圖注：發(fā)射升空時，載人龍飛船中的宇航員

一級火箭成功回收，降落在大西洋中的漂浮平臺上

　　原計劃，北京時間 5 月 28 日凌晨 4 點 33 分發(fā)射，但由于天氣原因，推遲至 31 日發(fā)射。

圖注：5 月 28 日，發(fā)射場上空烏云密布，不得不取消發(fā)射

　　本次發(fā)射依然采用穩(wěn)定的“獵鷹9”（Block5）運載火箭，發(fā)射地點位于美國佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心，發(fā)射臺是最為著名的 LC-39A，該發(fā)射臺曾經(jīng)見證了阿波羅登月飛船和航天飛機的歷次重大發(fā)射，后來被 SpaceX 租下來，用于發(fā)射火箭。

　　下面我們先來看看本次發(fā)射意味著什么，然后再詳細(xì)聊聊具體細(xì)節(jié)。（以下文章共分八個部分）

　　一、本次發(fā)射的意義是什么？

　　本次發(fā)射是 NASA 與 SpaceX 簽訂的“商業(yè)載人項目”（Commercial Crew Program）的組成部分。意義至少可以從三個層面來理解：

　　第一個層面，對于 SpaceX 公司來講，重要性毋庸置疑，本次發(fā)射是該公司的首次載人發(fā)射，成功就意味著拿到了商業(yè)載人航天的入場券，未來前景無可限量；

　　第二個層面，對于美國和 NASA 來講，意味著自從 2011 年航天飛機退役以來，再次恢復(fù)載人航天能力（后面我們詳述）；

　　第三個層面，對于整個世界商業(yè)航天來講，意味著揭開了商業(yè)載人航天的帷幕，商業(yè)航天走進新時代。

SpaceX 公司和特斯拉公司創(chuàng)始人埃隆·馬斯克（Elon Musk）

　　二、兩位宇航員來自何方？

　　參加本次試飛的兩位宇航員是：道格拉斯G赫爾利（Douglas G. Hurley）和羅伯特L貝恩肯（Robert L. Behnken），分別出生于 1966 年和 1970 年。

圖注：宇航員貝恩肯和赫爾利（右）

　　他們都是曾經(jīng)三次進入過太空，而且還都是執(zhí)行過航天飛機任務(wù)的老手。其中，赫爾利在太空中有超過 683 個小時的經(jīng)驗，還執(zhí)行過 2011 年 7 月最后一次航天飛機任務(wù)（代號：STS-135）。貝恩肯作為航天飛機任務(wù)專家，曾先后執(zhí)行 2008 年的（STS-123）和 2010 年的（STS-130）任務(wù)，累計在太空飛行時間超過 708 小時，其中包括 37 小時的太空行走時間。

　　對于載人航天來講，整體上看兩大件：承載宇航員的飛船和運送飛船的火箭。俗話說，“花開兩朵，各表一枝”，我們先主要聊一聊載人龍飛船，然后再略談一下獵鷹 9 火箭。

　　三、SpaceX 載人龍飛船的結(jié)構(gòu)特點

以往密密麻麻的操作按鈕，已被大屏幕取代

　　載人龍飛船屬于 SpaceX 研制的第二代龍飛船（Dragon 2），具備可重復(fù)使用的能力。第二代龍飛船可分為載人龍飛船和貨運龍飛船兩種，其前身是第一代貨運龍飛船（Dragon 1）。新飛船可以自動與空間站完成對接，而不像第一代飛船那樣，需要借助空間站上的機械臂的幫助。當(dāng)然，載人龍飛船也保留了人工對接的選項。

圖注：地面上的載人龍飛船

　　本次使用的載人龍飛船，直徑 4 米，高 8.1 米，最多可搭載 7 位宇航員，這與航天飛機搭載的宇航員數(shù)量相同，也與我國 5 月 5 日測試的“新一代載人飛船”設(shè)計上能夠搭載的宇航員數(shù)量相同。

　　載人龍飛船的最頂端是一個能夠打開的頭錐蓋子，在發(fā)射和返回的過程中，保護飛船和對接機構(gòu)。當(dāng)飛船與空間站對接的時候，頭錐蓋子會打開，露出對接機構(gòu)，當(dāng)飛船脫離空間站的時候，蓋子關(guān)閉，準(zhǔn)備返回地面。

　　飛船主體由兩大部分組成，一個是加壓的返回艙，另一個是在返回艙下面的服務(wù)艙（這里要說明的是，SpaceX 使用 Trunk 一詞，而不是 Service module，但從作用上看類似于服務(wù)艙，目前尚無統(tǒng)一的翻譯）。服務(wù)艙是非加壓的，可以搭載對氣壓不敏感的貨物。

　　另外，服務(wù)艙外側(cè)粘貼有太陽能電池，就像穿了個太陽能板的裙子一樣，這擺脫了傳統(tǒng)的太陽能展開翼的造型。服務(wù)艙外側(cè)還有翼狀結(jié)構(gòu)，能夠為飛船在逃逸過程中提供氣動穩(wěn)定性。

　　四、載人龍飛船具備全程逃逸能力

　　載人龍飛船集成有 8 個推力強大的“超級天龍座”火箭，火箭兩兩分組，安裝在飛船的側(cè)壁，作為逃生使用，每個發(fā)動機的推力可達(dá) 71 千牛，換算成大家有直觀感覺的表示方式就是相當(dāng)于 7.1 噸的推力。此外，還裝有 16 個推力相對較小的“天龍座”發(fā)動機噴口，用于姿態(tài)控制和軌道機動。

圖注：載人龍飛船“飛行中止測試”試驗（藝術(shù)圖）

　　熟悉載人航天的朋友，可能會留意到，無論是阿波羅登月火箭，還是我國的長征 2F 載人運載火箭，在火箭頂部都有個逃逸塔。

圖注：阿波羅飛船的“逃逸塔”

　　逃逸塔的作用就是在火箭發(fā)射起始階段，如果發(fā)生意外，可以啟動逃逸塔火箭，把飛船帶離到安全的高度，然后著陸。如果發(fā)射一切順利，等火箭飛到一定的高度，逃逸塔會分離，然后丟棄。而載人版龍飛船相當(dāng)于把逃逸塔集成在船身上，這樣做有什么好處呢？

　　如果要對比逃逸塔和這種新型的逃逸方式的區(qū)別，那可能需要一篇文章來系統(tǒng)介紹，這里我們只把最關(guān)鍵的地方說一下：這種方式能夠使飛船具備“全程逃逸”的能力！也就是說，在飛船飛行的任何階段出問題，都具備逃生能力，而逃逸塔只能保證火箭發(fā)射初始階段的逃生。這也是未來載人飛船逃逸的新方式。

圖注：2020 年 1 月 19 日，SpaceX 成功進行了“飛行中止測試”試驗

　　2020 年 1 月 19 日，SpaceX 成功進行了“飛行中止測試”試驗。當(dāng)獵鷹 9 火箭升空 84 秒左右，飛行高度 19 公里，速度大約 2.3 馬赫時，火箭頂部的飛船啟動自身的 8 臺逃逸發(fā)動機，把飛船推離火箭。隨后，火箭在強大的氣動壓力下發(fā)生解體爆炸，墜入大西洋中。

　　到目前為止，SpaceX 共制造了四艘龍飛船，第一艘用于懸浮測試，目前已退役；第二艘用于 2019 年首次載人版飛船的無人測試發(fā)射（Demo-1），但在后來的地面測試中發(fā)生爆炸毀掉；第三艘用于 2020 年 1 月份的“飛行中止測試”當(dāng)中，目前已退役；第四艘就是本次發(fā)射的主角兒。

　　五、成功率 100% 的獵鷹9（Block 5）火箭

　　我們知道，SpaceX 以可回收火箭名揚天下，但這次使用的是全新的獵鷹9（Block 5）火箭，畢竟是首次載人發(fā)射，使用二手火箭風(fēng)險還是相對較高。一級的代號為 B1058.1，小數(shù)點后面的數(shù)字代表使用次數(shù)，1 表示第一次使用。本次發(fā)射，一級火箭將回收，降落在海洋中的浮動平臺上。

　　值得一提的是，截止到本次發(fā)射之前，獵鷹9（Block5）已經(jīng)發(fā)射了 28 次，全部獲得成功。

　　獵鷹9（Block 5）是兩級運載火箭，高度 70 米，以液氧和煤油為推進劑，芯一級火箭裝配有 9 臺梅林發(fā)動機，總推力 7600 千牛，相當(dāng)于 760 噸。在回收一級的情況下，近地軌道的運載能力為 15.6 噸，不回收一級的情況下，近地軌道運載能力為 22.8 噸，算是一款中型運載火箭。

　　通過上面的分析，我們可以看出，SpaceX 和 NASA 之所以敢于本次載人發(fā)射，是因為擁有 100% 發(fā)射成功記錄的獵鷹9（Block5）火箭，擁有具有全程逃逸能力的載人龍飛船以及兩位經(jīng)驗豐富的宇航員等。

　　六、載人龍飛船在太空停留多久？如何返回？

圖注：這是 2019 年首次載人版飛船的無人測試，成功返回時的情景

　　載人龍飛船與國際空間站對接后，宇航員通過對接通道進入空間站，在那里執(zhí)行預(yù)定的科學(xué)任務(wù)。具體返回日期，目前官方并沒有明確的說法，只是說不會晚于 9 月 23 日。載人龍飛船返回時，首先丟掉服務(wù)艙，然后借助盾形的防熱罩減速，到達(dá)一定高度后，再展開降落傘完成最終剎車，最后濺落在大西洋海域。

　　七、為什么美國急切恢復(fù)載人航天能力？

　　眾所周知，美國在 1969 年就完成了人類首次登月，代表人類踏上了另一顆星球。阿波羅期間，總共完成 7 次載人登月發(fā)射，其中 6 次成功把 12 名宇航員送到月球。唯一的阿波羅 13 號雖然沒有成功，但 3 名宇航員毫發(fā)無損返回地球。

圖注：1986 年挑戰(zhàn)者號航天飛機升空后爆炸

圖注：2003 年哥倫比亞號航天飛機空中解體（藝術(shù)圖）

　　1981 年，美國又成功發(fā)射了第一架航天飛機“哥倫比亞”號，一次就能把 7 名宇航員送上近地軌道。美國總共建造了 5 架航天飛機，強大的運輸能力為建設(shè)國際空間站立下了汗馬功勞！

　　但遺憾的是，挑戰(zhàn)者號航天飛機和哥倫比亞號航天飛機分別在發(fā)射和返回時發(fā)生了事故，導(dǎo)致總共 14 名宇航員罹難。5 架航天飛機失去了 2 架，真是非常慘。其中的故事想必大家都已非常了解，特別是 1986 年挑戰(zhàn)者號航天飛機爆炸的事件早已經(jīng)編入了教科書，這里就不多贅述了。

圖注：阿特蘭蒂斯號航天飛機的返回標(biāo)志著航天飛機時代的謝幕

　　2011 年 7 月 21 日，隨著阿特蘭蒂斯號航天飛機在肯尼迪航天中心的降落，整個航天飛機全部停飛，從此，強大的美國失去了載人航天的能力。

　　今后飛國際空間站咋辦呢？這時，昔日的宿敵俄羅斯伸出了橄欖枝，俄羅斯有成熟可靠的載人“聯(lián)盟”飛船。當(dāng)然，這可不是免費的午餐。

圖注：俄羅斯的聯(lián)盟號飛船發(fā)射

　　據(jù)說，剛開始的費用是每位宇航員 2000 多萬美元，最近 NASA 購買的 2020 年秋天發(fā)射的一個座位，價格已經(jīng)暴漲到了 9000 多萬美元。據(jù)統(tǒng)計，自從航天飛機停飛以來，NASA 已向俄羅斯累計支付超過 35 億美元。

　　因此，NASA 非常希望包括 SpaceX 在內(nèi)的國內(nèi)私營企業(yè)能夠挑起大梁，讓美國再次獲得在本土發(fā)射載人飛船的能力。

　　八、NASA 商業(yè)載人項目還有哪個公司參加？

圖注：SpaceX 的龍飛船和波音的星際航班飛船與國際空間站（藝術(shù)圖）

　　2014 年 9 月，NASA 選定 SpaceX 和波音公司參加商業(yè)載人項目，分別獲得 26 億美元和 42 億美元的資助。波音公司制造了“星際航班”（Starliner）飛船運送宇航員，但總體上進度稍落后于 SpaceX。下面我們來簡單比較一下星際航班飛船與龍飛船有何異同：

1. 容量相同：這兩個飛船具有相似的設(shè)計功能——每個飛船最多可以容納七個人。
2. 發(fā)射火箭不同：星際航班是用聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司（波音和洛克希德馬丁公司的合資企業(yè)）的宇宙神五火箭發(fā)射升空。SpaceX 公司正在使用自己的火箭獵鷹 9 號發(fā)射載人版龍飛船。
3. 返回場地不同：星際航班選擇通過氣囊輔助傘陸地降落；龍飛船是在海上降落。
4. 價格不同：SpaceX 的發(fā)射更便宜。NASA 監(jiān)察長 11 月發(fā)布的一份報告指出，SpaceX 公司載人飛船的每個座位發(fā)射成本約為 5500 萬美元，波音公司為 9000 萬美元。從價格上看，購買波音公司座位的費用和購買俄羅斯聯(lián)盟飛船差不多，但畢竟波音是美國自己的公司，這點比較重要。

　　2019 年 12 月 20 日，波音進行了一次星際航班飛船無人發(fā)射，目標(biāo)是與國際空間站對接。在飛行中，船箭分離正常。但令人遺憾的是，由于飛船在入軌機動過程中燃料消耗比預(yù)期要多，與國際空間站交匯失之交臂，兩天后成功返回地球。

圖注：2019 年 12 月，波音的星際航班飛船在沙漠降落場降落

　　根據(jù)計劃，2020 年 10 月份，波音將再補一次星際航班飛船的無人測試發(fā)射，目標(biāo)仍然是國際空間站。如果通過將來這次測試，2021 年將進行首次載人發(fā)射。

　　總之，SpaceX 的本次發(fā)射使美國再次獲得了載人航天能力，更重要的是揭開了世界“商業(yè)載人航天”巨大帷幕的一角。在未來，隨著商業(yè)競爭機制的引入，人們進入太空的成本將逐步下降，普通人到太空旅行不是夢。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的SpaceX创造历史！龙飞船首次载人成功！重要意义可从三个层面解读的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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