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| 本文作者： 付靜 | 2020-11-16 11:26 |
終于，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的首次正式載人飛行任務(wù)拉開(kāi)大幕！
美東時(shí)間 2020 年 11 月 15 日 19 時(shí) 27 分（北京時(shí)間 16 日 8 時(shí) 27 分），佛羅里達(dá)州 NASA 肯尼迪航天中心 39A 發(fā)射臺(tái)，搭載著載人龍飛船（Crew Dragon）的獵鷹 9 號(hào)火箭發(fā)射升空。
此次在龍飛船上，共有三名 NASA 宇航員和一位來(lái)自日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）的宇航員。
這將是有史以來(lái)首次有四名宇航員通過(guò)商業(yè)飛船實(shí)現(xiàn)國(guó)際空間站乘員輪換任務(wù)，對(duì)于 NASA 來(lái)說(shuō)這也是有國(guó)際伙伴參與的首次商業(yè)載人飛行。
來(lái)看看那些激動(dòng)人心的瞬間。
點(diǎn)火發(fā)射：
火箭一級(jí)分離：
火箭二級(jí)分離：
飛船內(nèi)的宇航員：
早在 8 年前 NASA 就宣布，首次商業(yè)載人飛行定于 2016 年 11 月開(kāi)啟，但這一注定載入航天史冊(cè)的事件一拖再拖，直至今天。
此次任務(wù)官方名稱(chēng)是 Crew-1——無(wú)疑，1 代表著首次，標(biāo)志著政府與商業(yè)伙伴持續(xù)合作前往國(guó)際空間站的開(kāi)始。
Crew-1 徽章上，有一個(gè)龍頭、載人龍飛船和數(shù)字 1 作為主體。邊緣的暗藍(lán)色字母 C 上有 5 個(gè)小圖標(biāo)，順著逆時(shí)針?lè)较?，依次是?guó)際空間站和代表美國(guó)載人航天成就的航天飛機(jī)、阿波羅號(hào)、水星號(hào)、雙子星座號(hào)。
今年 9 月底的一次記者招待會(huì)上，Crew-1 指揮官 Michael Hopkins 宣布，此次任務(wù)中龍飛船命名為 Resilience（堅(jiān)韌號(hào)）。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間 11 月 11 日，包括運(yùn)載火箭獵鷹 9 號(hào)及相關(guān)地面系統(tǒng)在內(nèi)的龍飛船系統(tǒng)被 NASA 正式批準(zhǔn)為首個(gè)載人往返國(guó)際空間站的商業(yè)飛船。
次日，SpaceX 官方在 Twitter 表示，火箭已完成靜態(tài)點(diǎn)火測(cè)試，一切準(zhǔn)備就緒。
按計(jì)劃，Resilience 飛船進(jìn)入一定高度時(shí)火箭分離，并降落在大西洋上的無(wú)人回收船上。但據(jù) NASA 局長(zhǎng) Jim Bridenstine 的推文，由于風(fēng)力條件不穩(wěn)定，發(fā)射時(shí)間（原定于美東時(shí)間 11 月 14 日 19 時(shí) 59 分）延至今日。
若一切順利，Resilience 飛船將于美東時(shí)間 11 月 16 日 23 點(diǎn)左右停靠在國(guó)際空間站。這之后宇航員們將進(jìn)行為期約 180 天的科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并在 2021 年春天以「海面濺落」的形式返回地球。
如果要給獵鷹 9 號(hào)火箭貼上幾個(gè)標(biāo)簽，那應(yīng)該是強(qiáng)大、低成本。
說(shuō)它強(qiáng)大的原因在于，不論是一批又一批星鏈衛(wèi)星、國(guó)際空間站的大量補(bǔ)給，還是機(jī)密軍事載荷，都依靠著這艘 SpaceX 最常用的運(yùn)載火箭上天。
參數(shù)上，獵鷹 9 號(hào)高 70 米，以液氧和煤油作為推進(jìn)劑，第一級(jí)火箭擁有 9 個(gè) SpaceX 梅林發(fā)動(dòng)機(jī)，總推力相當(dāng)于 760 噸。
迄今，獵鷹 9 號(hào)已發(fā)展出 5 個(gè)版本，現(xiàn)役的 Block 5 型能向低地球軌道發(fā)射重達(dá) 22800 千克的載荷，向地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射 8300 千克的載荷。
而說(shuō)它低成本的原因在于 SpaceX 獨(dú)出心裁的火箭回收思路：通過(guò)采用航天超強(qiáng)度鋁鋰合金材料、增加擋熱板等措施多次回收火箭。
也正因如此，獵鷹 9 號(hào)是史上第一枚可多次重復(fù)使用一級(jí)助推器的液體燃料運(yùn)載火箭，打破了火箭只能一次性使用的思維定勢(shì)，也改變了國(guó)際商業(yè)航天的市場(chǎng)格局。
可以說(shuō)，獵鷹 9 號(hào)在整個(gè)人類(lèi)航天史上都有著一定的地位。
另一方面，此前已完成 22 次空間站往返的龍飛船同樣集中體現(xiàn)了 SpaceX 多年積累的技術(shù)實(shí)力。
不同于其他航天器，直徑 4 米、高 8.1 米、最多可搭載 7 位宇航員的龍飛船極具科技感，飛行信息會(huì)顯示在一塊屏幕上，宇航員控制相關(guān)引擎也只需通過(guò)觸摸屏完成。
這一過(guò)程用外媒的話說(shuō)就是，用大型 iPad 駕駛飛船。
與此同時(shí)，龍飛船支持與空間站自動(dòng)對(duì)接：在太空中慢慢接近空間站，借助一系列傳感器和攝像頭，對(duì)準(zhǔn)一個(gè)開(kāi)放的對(duì)接端口并連接。
此外，龍飛船擁有先進(jìn)的緊急逃生系統(tǒng)——飛船側(cè)面安裝有由 8 個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)組成的推進(jìn)器，能產(chǎn)生約 1.5 萬(wàn)磅推力將飛船升高 1500 米；SpaceX 將傳統(tǒng)的火箭逃逸塔設(shè)計(jì)集成于船身，使其具有全程逃逸的功能。
2020 年 1 月，NASA 和 SpaceX 完成了一次龍飛船和獵鷹 9 號(hào)的發(fā)射逃生演示，龍飛船于起飛前 1 分 30 秒前觸發(fā)了發(fā)射逃生。
而在地面階段，與上次載人飛行測(cè)試一致的是，宇航員仍身著極具科技感的宇航服，并由兩輛特斯拉 Model X 接送，種種細(xì)節(jié)盡顯 Elon Musk 強(qiáng)烈的個(gè)人風(fēng)格。
以幾個(gè)月前萬(wàn)眾矚目的那次載人飛行測(cè)試為鑒 ，SpaceX 進(jìn)行了多處優(yōu)化，比如：
隔熱罩：龍飛船隔熱罩中的一些瓷磚腐蝕程度超出預(yù)期，雖然不會(huì)對(duì)宇航員造成危害，但 SpaceX 還是重新設(shè)計(jì)了部分隔熱罩。
降落傘：海上濺落時(shí)用于減速的降落傘實(shí)際高度略低于預(yù)期，因此 SpaceX 改變了龍飛船測(cè)量空氣壓力的方式，這樣能更準(zhǔn)確地估算降落傘釋放的時(shí)間。
降落區(qū)：推進(jìn)劑和燃料可能有毒，為避免游客、漁夫過(guò)于靠近降落地點(diǎn)發(fā)生意外情況，SpaceX 將與美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)圍起一個(gè) 10 英里的禁區(qū)。
發(fā)動(dòng)機(jī)：之前獵鷹 9 號(hào)在發(fā)射一顆軍用 GPS 衛(wèi)星時(shí)，一塊油漆堵塞了一條安全閥管路，導(dǎo)致兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)提前點(diǎn)火，為避免類(lèi)似問(wèn)題再發(fā)生，SpaceX 更換了發(fā)動(dòng)機(jī)。
此次乘坐 Resilience 飛船進(jìn)入國(guó)際空間站的，有四位宇航員：
Crew-1 任務(wù)指揮官、NASA 宇航員 Michael Hopkins
Crew-1 任務(wù)飛行員、NASA 宇航員 Victor Glover
任務(wù)專(zhuān)家、NASA 宇航員 Shannon Walker
任務(wù)專(zhuān)家、日本 JAXA 宇航員 Soichi Noguchi
2018 年 8 月 3 日，Michael Hopkins 和 Victor Glover 被宣布為此次任務(wù)成員；今年 3 月 31 日，另兩位宇航員也加入了任務(wù)。
Michael Hopkins 是美國(guó)太空部隊(duì)的一名上校，此前曾在美國(guó)空軍服役超過(guò) 28 年。在同級(jí)宇航員中，他是太空旅行第一人。他曾在 2013 年 9 月-2014 年 3 月以飛行工程師的身份參與國(guó)際空間站第 37、38 次遠(yuǎn)征任務(wù)，此次是他的第二次太空飛行。
下圖為 Michael Hopkins（左）在國(guó)際空間站上和同事過(guò)感恩節(jié)。
此次的任務(wù)專(zhuān)家之一 Shannon Walker 是一位 55 歲女性，她作為一名物理學(xué)家于 2004 年入選 NASA 宇航員。2010 年 6 月 25 日，她乘坐聯(lián)盟號(hào) TMA-19 向國(guó)際空間站出發(fā)，隨后在太空中度過(guò)了 163 天。
下圖為聯(lián)盟號(hào) TMA-19 發(fā)射前。
四人中，作為美國(guó)宇航局 2013 級(jí)宇航員、美國(guó)海軍指揮官的 Victor Glover 最為年輕（44 歲），此次是其首次進(jìn)入太空，他對(duì)此感到異常興奮。
另一位任務(wù)專(zhuān)家 Soichi Noguchi 資歷最為深厚，1996 年即被日本國(guó)家航天發(fā)展局選定為宇航員候選人，是第五位登上太空的日本宇航員。
2005 年，他以任務(wù)專(zhuān)家的身份參與了哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)遇難后 NASA 的首次“返航”任務(wù)。如今，他的名銜又多了一個(gè)——首位乘坐過(guò)航天飛機(jī)、聯(lián)盟號(hào)和龍飛船的非美籍宇航員。
值得一提的是，此次任務(wù)標(biāo)志著常駐國(guó)際空間站宇航員開(kāi)始定期輪換了。
具體來(lái)講，四人將加入已經(jīng)在國(guó)際空間站上的三位執(zhí)行聯(lián)盟號(hào) MS-17 任務(wù)的宇航員（俄羅斯宇航員 Sergey Ryzhikov 和 Sergey Kud-Sverchkov、NASA 宇航員 Kate Rubins），一同完成國(guó)際空間站第 64 次遠(yuǎn)征任務(wù)（Expedition 64）。
這將是第一次同時(shí)有 7 位宇航員在國(guó)際空間站上生活工作，過(guò)去 10 年里空間站人數(shù)通常為 6，目前而言空間站上缺少一個(gè)供人睡覺(jué)的「乘員艙」，因此 Michael Hopkins 起初可能會(huì)先在龍飛船上“將就”一段時(shí)間。
按正常的輪換計(jì)劃，在聯(lián)盟號(hào) MS-17 明年 4 月離開(kāi)后，空間站上其余成員將進(jìn)入第 65 次遠(yuǎn)征計(jì)劃。
等到 2021 年春季四位 Crew-1 宇航員返回地球時(shí)，Crew-2 任務(wù)的宇航員將登上另一艘龍飛船到來(lái)。期間，貨運(yùn)飛船將保持定期運(yùn)送食物和補(bǔ)給。
當(dāng)前 SpaceX 的計(jì)劃是，建立一種每六個(gè)月左右為 NASA 派出一批（四名）宇航員往返空間站的飛行模式。正如 SpaceX 載人任務(wù)負(fù)責(zé)人 Benji Reed 所說(shuō)：
公司預(yù)計(jì)在未來(lái) 14 個(gè)月內(nèi)發(fā)射 7 艘龍飛船，包括 3 艘載人飛船和 4 艘貨運(yùn)飛船，這也就意味著，任何時(shí)候太空中都會(huì)有兩艘龍飛船。
看來(lái)，未來(lái)一段時(shí)間 SpaceX 真要成為 NASA 穩(wěn)定的「太空巴士」供應(yīng)商了！
其實(shí)，在 SpaceX 的壯舉背后，是一場(chǎng)近十年的太空競(jìng)爭(zhēng)。
2010 年，國(guó)際空間站完成建造任務(wù)轉(zhuǎn)入全面使用階段，主要由 NASA、俄羅斯國(guó)家航天集團(tuán)、歐洲航天局、日本 JAXA 和加拿大空間局共同運(yùn)營(yíng)。
為方便宇航員往返于地面和國(guó)際空間站，所用到的交通工具便是可重復(fù)使用航天運(yùn)載器「美國(guó)航天飛機(jī)」。
1981 年 4 月 12 日，第一架航天飛機(jī)哥倫比亞號(hào)執(zhí)行 STS-1 任務(wù)，航天飛機(jī)時(shí)代大幕拉開(kāi)。后來(lái)航天飛機(jī)失事的情況時(shí)有發(fā)生，總共 14 名宇航員罹難。
2011 年 7 月 8 日，亞特蘭蒂斯號(hào)從肯尼迪航天中心成功發(fā)射升空，這是美國(guó)航天飛機(jī)的第 135 次升空，也是長(zhǎng)達(dá) 30 年的美國(guó)航天飛機(jī)時(shí)代的謝幕演出。
此后，美國(guó)要想向國(guó)際空間站運(yùn)送宇航員和貨物，都要花大價(jià)錢(qián)購(gòu)買(mǎi)俄羅斯聯(lián)盟號(hào)飛船 Soyuz MS-17 船票（當(dāng)前票價(jià)已達(dá)到 9000 多萬(wàn)美元一張），聯(lián)盟號(hào)也一度成為宇航員往返國(guó)際空間站的唯一運(yùn)輸工具。
在此背景下，NASA 提出了一個(gè)名為「Commercial Crew Program」（商業(yè)載人航天飛行項(xiàng)目）的計(jì)劃——國(guó)家給予技術(shù)與經(jīng)費(fèi)支持，鼓勵(lì)企業(yè)分擔(dān)重任，開(kāi)發(fā)往返空間站和地面的航天運(yùn)載器。
始于 2011 年的 Commercial Crew Program 任務(wù)，迎來(lái)了波音公司、藍(lán)色起源、內(nèi)華達(dá)山脈和 SpaceX 四位競(jìng)爭(zhēng)者。
從參與競(jìng)標(biāo)到確定航天運(yùn)載器具體方案，從商業(yè)載人航天飛行綜合考評(píng)到設(shè)計(jì)、測(cè)試和運(yùn)行航天器和運(yùn)載火箭，四家公司經(jīng)歷了三輪競(jìng)爭(zhēng)，最終賽道上只剩 SpaceX 和波音兩名選手。
對(duì)手是百年企業(yè)波音，SpaceX 憑什么勝出？
SpaceX 的答案是，提高效率、節(jié)省成本。
憑著初生牛犢不怕虎的沖勁，SpaceX 超越了波音。
北京時(shí)間 2020 年 5 月 31 日凌晨 3 點(diǎn) 23 分，美國(guó)肯尼迪航天中心 39A 發(fā)射場(chǎng)，SpaceX DM-2 龍飛船（官方名稱(chēng) Endeavour，奮進(jìn)號(hào)）搭乘獵鷹 9 號(hào)發(fā)射升空。約 19 個(gè)小時(shí)后，飛船與國(guó)際空間站成功對(duì)接。
8 月 3 日， Endeavour 飛船成功濺落在墨西哥灣，這不僅是自 1975 年以來(lái)宇航員的首次水上著陸，也標(biāo)志著受世界矚目的 SpaceX 首次載人飛行測(cè)試（Crew Demo-2）圓滿成功。
至此，SpaceX 率先開(kāi)啟了全球商業(yè)載人航天新時(shí)代。
前不久，SpaceX 官方曾在 Twitter 上分享了一則 100 次成功發(fā)射視頻集錦。
難以想象，100 次成功背后，有過(guò)多少次失敗。
SpaceX 的逆襲堪稱(chēng)傳奇，數(shù)次「觸底」，也數(shù)次「反彈」。甚至于，歷史性時(shí)刻即將到來(lái)，疑似新冠陽(yáng)性的創(chuàng)始人 Elon Musk 還在等待最終檢測(cè)結(jié)果。
【四位宇航員與 Elon Musk、NASA 局長(zhǎng) Jim Bridenstine 的自拍】
此前的記者招待會(huì)上，SpaceX 載人航天項(xiàng)目高級(jí)主管 Benji Reed 曾表示：
我們很榮幸能成為 NASA 商業(yè)載人航天任務(wù)的合作伙伴，我們將認(rèn)真對(duì)待 NASA 委托我們運(yùn)送宇航員往返空間站的責(zé)任。
此次載人航天任務(wù)無(wú)疑意義重大，于 NASA，它有效填補(bǔ)了美國(guó)載人飛行的空白；于 SpaceX，它代表著用近十年努力換來(lái)的一張成績(jī)單。
愿一切順利。
引用來(lái)源：
https://iss.jaxa.jp/en/astro/biographies/noguchi/index.html
https://en.wikipedia.org/wiki/SpaceX_Crew-1
https://www.nasa.gov/subject/18971/crew1/
https://www.businessinsider.com/spacex-crew-1-mission-timeline-nasa-astronaut-launch-2020-11
直播地址：
https://www.youtube.com/watch?v=E_FIaPBOJgc
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