SpaceX 啟動將 Starliner 太空人帶回地球的任務

SpaceX 啟動將 Starliner 太空人帶回地球的任務


SpaceX 啟動將 Starliner 太空人帶回地球的任務
放大 / 週六,SpaceX 的載人龍飛船搭乘獵鷹 9 號火箭從佛羅裡達州卡納維拉爾角太空部隊站爬升。

美國太空總署/基根·巴伯

NASA 太空人 Nick Hague 和俄羅斯太空人 Aleksandr Gorbunov 週六搭乘 SpaceX Dragon 太空船從佛羅裡達州太空海岸升空,前往國際太空站進行為期五個月的探險。

美國東部時間下午 1 點 17 分(世界標準時間 17 點 17 分),兩名太空人乘坐 SpaceX 的獵鷹 9 號火箭升空,利用暴風雨天氣的間歇,開始了為期五個月的太空探險。九台以煤油為燃料的Merlin 發動機為第一級飛行提供動力,沿著卡納維拉爾角太空部隊站東北方向飛行,然後助推器分離並返回卡納維拉爾角著陸,獵鷹9號的上級加速了SpaceX 的載人龍飛船 自由 航天器進入軌道。

「這是一趟甜蜜的旅程,」到達太空後海牙說。透過看似完美的發射,海牙和戈爾布諾夫預計將於週日下午 5:30 美國東部時間(2130 UTC)左右抵達太空站。

空座位

這是 SpaceX 自 2020 年以來的第 15 次載人任務,也是 SpaceX 為 NASA 進行的第 10 次太空人發射,但周六的發射有幾個方面不同尋常。

「我們所有的任務都面臨著獨特的挑戰,我認為,這次對我們許多人來說都將是難忘的,」美國太空總署太空運營副局長肯·鮑爾索克斯說。

首先,SpaceX 的載人龍飛船隻有兩人進入軌道,而不是通常的四名太空船。這項被稱為 Crew-9 的任務最初包括海牙、戈爾布諾夫、指揮官澤娜·卡德曼和美國宇航局宇航員斯蒂芬妮·威爾遜。

但波音公司 Starliner 太空船的試飛卻遇到了麻煩,這給 NASA 的計畫帶來了麻煩。 Starliner 任務於 6 月與 NASA 太空人 Butch Wilmore 和 Suni Williams 一起啟動。波音公司的太空船到達了太空站,但推進器故障和氦氣洩漏困擾了這項任務,美國太空總署官員上個月認為,讓太空人乘坐星際客機返回地球風險太大。

2014 年,NASA 選擇 SpaceX 和波音公司簽訂價值數十億美元的商業載人合同,每家公司都負責開發載人航天器,以運送宇航員往返國際太空站。 SpaceX 在 2020 年首次載人飛行,波音公司在 6 月發射的試飛也達到了同樣的里程碑。

最終,Starliner飛船於9月6日安全返回地球,並在新墨西哥州成功登陸。但威爾莫爾和威廉斯與實驗室的七名太空人和太空人組成的長期工作人員一起留在了太空站。太空站工作人員在目前停靠在前哨站的 SpaceX Dragon 飛船內安裝了兩個臨時座椅,如果 Starliner 太空人在緊急情況下需要撤離綜合設施,他們可以搭車回家。

NASA 太空人 Nick Hague 和俄羅斯太空人 Aleksandr Gorbunov 穿著 SpaceX 壓力服。
放大 / NASA 太空人 Nick Hague 和俄羅斯太空人 Aleksandr Gorbunov 穿著 SpaceX 壓力服。

美國太空總署/金希夫利特

這是一項臨時措施,目的是讓龍飛船返回地球時載人六人,而不是通常的四人。 NASA 官員決定將兩名太空人從下一次 SpaceX 載人任務中剔除,以便為 Wilmore 和 Williams 騰出正常座位,讓他們在 2 月乘車回家,當時 Crew-9 已經計劃結束其任務。

讓星際客機在沒有機組人員的情況下返回地球的決定對太空站的運作產生了一些二階影響。美國太空總署休士頓約翰遜太空中心的管理人員必須決定誰退出 Crew-9 任務,以及誰繼續留在機組人員中。

尼克海牙 (Nick Hague) 和亞歷山大戈爾布諾夫 (Aleksandr Gorbunov) 最終保住了 Crew-9 航班的座位。海牙最初接受了 Crew-9 飛行員的訓練,美國國家航空暨太空總署 (NASA) 決定由他接替 Zena Cardman 擔任指揮官。海牙是一名 49 歲的太空部隊上校,曾在國際太空站執行過一次長期任務,曾在 2018 年因俄羅斯聯盟號火箭故障而經歷過一次罕見的飛行中發射中止。

NASA 一月份宣布了 Crew-9 任務的最初太空人分配。卡德曼是一位 36 歲的地球生物學家,他可能是第一位在沒有試飛員經驗的情況下指揮 NASA 太空飛行的新手太空人。 58 歲的 Stephanie Wilson 曾三次搭乘太空梭,是另一位被 Crew-9 任務中剔除的太空人。

美國太空總署航太營運理事會負責人鮑爾斯索克斯表示,決定由誰搭乘 Crew-9 號的決定「真的是千鈞一發」。 “他們非常認真地考慮乘坐澤納的航班,但在這種情況下,讓至少有過一次飛行經歷的人是有意義的。”

戈爾布諾夫是一名 34 歲的俄羅斯太空工程師,他首次進入太空,在載人龍太空船上擔任飛行員,但他仍然被官方指定為任務專家。他留在機組人員中是注定的,因為美國宇航局和俄羅斯航天局之間達成了一項國際協議,該協議為執行美國載人任務的俄羅斯宇航員和乘坐俄羅斯聯盟號飛往太空站的美國宇航員提供座位。

鮑爾索克斯表示,美國太空總署將重新指派卡德曼和威爾森執行未來的飛行任務。

美國太空總署太空人蘇尼威廉斯和布奇威爾莫在發射前穿著波音飛行服。
放大 / 美國太空總署太空人蘇尼威廉斯和布奇威爾莫在發射前穿著波音飛行服。

營運靈活性

這也是太空人首次從 SpaceX 最繁忙的發射台卡納維爾角的 Space Launch Complex-40 (SLC-40) 發射升空。 SpaceX 已為發射台配備了支援載人龍飛船發射載人太空任務所需的設備,包括一座 200 多英尺高的塔和一個允許太空人登上獵鷹 9 號火箭頂部飛船的乘員通道臂。

SLC-40 以前基於「乾淨的發射台」架構,當獵鷹 9 號火箭垂直放在發射台上時,沒有任何結構來維修或訪問獵鷹 9 號火箭。 SpaceX還安裝了滑道,以便在緊急情況下為太空人和地勤人員提供遠離發射台的緊急逃生路線。

SpaceX 去年建造了載人塔,並為 3 月向太空站發射 Dragon 貨運任務做好了準備。週六的發射證明了該發射台支援 SpaceX 太空人任務的能力,此前所有任務均從位於 SLC-40 以北幾英里的 NASA 甘迺迪太空中心的 Launch Complex-39A (LC-39A) 發射。

在 SLC-40 上實現載人航天發射能力,為 SpaceX 和 NASA 的日程安排提供了額外的靈活性。例如,LC-39A 仍然是唯一配置用於支援 SpaceX 獵鷹重型火箭飛行的發射台。 SpaceX 目前正在準備 LC-39A,以便於 10 月 10 日與 NASA 的歐羅巴快艇任務一起發射獵鷹重型火箭,該任務今年只有幾週的時間離開地球,並於 2030 年抵達木星目的地。

隨著 SLC-40 現已獲得太空人發射認證,SpaceX 和 NASA 團隊能夠支援 Crew-9 和 Europa Clipper 任務,而不必擔心日程安排衝突。佛羅裡達州航太港目前有三個經過載人飛行認證的發射台,其中兩個用於SpaceX 的Dragon 發射台,一個用於波音的Starliner 發射台,而NASA 將在明年底執行Artemis II 登月任務時增加第四個載人發射台。

“這非常令人興奮,”美國宇航局副局長帕姆·梅爾羅伊說。

本週早些時候,海牙和戈爾布諾夫參加了發射日彩排,當時他們有機會熟悉 SLC-40。此發射台具有與 LC-39A 相同的功能,但佈局略有不同。週二晚上,SpaceX 還試射了獵鷹 9 號火箭,然後在颶風海倫的外帶穿過佛羅裡達州中部時,將火箭降低水平並將其移回機庫進行安全保管。

在機庫內,SpaceX 技術人員發現獵鷹 9 號引擎的煙燻廢氣在試射期間積聚在龍飛船的外部。地面小組擦掉了飛船太陽能電池板和隔熱罩上的煙灰,然後重新粉刷了龍飛船軀幹部分邊緣周圍的部分太空艙散熱器,然後週五將飛船推回發射台。

「散熱器以正確的方式向太空輻射熱量非常重要,因此我們必須塗上一些新油漆,以使其恢復到正確的發射率以及撞擊這些面板的太陽輻射的正確反射率和吸收率,這樣正確地排除熱量,」SpaceX 負責建造和飛行可靠性的副總裁Bill Gerstenmaier 說。

格斯坦邁爾也概述了載人龍飛船的一種新的備用能力,即使其所有降落傘在最終返回地球時未能展開,也能安全地濺落。這涉及到使用太空艙的八個強大的 SuperDraco 推進器(通常只在發射中止的罕見情況下使用)來發射幾秒鐘並減慢 Dragon 的速度以實現安全濺落。

2015 年,在載人龍飛船原型上使用 SuperDraco 推進器進行了懸停測試。
放大 / 2015 年,在載人龍飛船原型上使用 SuperDraco 推進器進行了懸停測試。

太空探索科技公司

格斯滕邁爾說:「它的工作原理是,在所有降落傘完全失效的情況下,這實際上會在最後啟動推進器。」這實際上給了機組人員一個安全著陸的機會,並基本上逃離了飛行器。所以它不會在任何部分條件下使用。我們可以用一個降落傘著陸。我們可以在降落傘系統出現其他故障的情況下著陸。但這只是在所有四個降落傘都不起作用的情況下。

十多年前,當 SpaceX 首次設計載人龍飛船時,該公司希望使用 SuperDraco 推進器來讓太空艙能夠執行類似直升機的推進著陸。最終,SpaceX 和 NASA 同意改用更傳統的降落傘輔助濺落方式。

在一次災難性的發射失敗期間,SuperDracos 留在載人龍飛船上,將太空艙推離獵鷹 9 號火箭。八台高推力發動機燃燒肼和四氧化二氮推進劑,這些推進劑在相互接觸時會燃燒。

格斯坦邁爾表示,之前的一些商業載人龍飛船任務已經啟動了備份選項,但美國太空總署的飛行卻沒有啟動。他補充說,這種能力「為機組人員提供了可以忍受的著陸」。 「所以這是一個真正深刻、深刻的偶然事件。我認為我們的理念是,不要擁有一個你不使用的系統,即使它可能沒有完全認證,它給船員一個機會逃離一個非常非常糟糕的情況」。

NASA 商業載人專案經理 Steve Stich 表示,緊急推進著陸能力將在 Crew-8 任務返回時啟用,該任務自 3 月以來一直在太空站運行。隨著海牙和戈爾布諾夫乘坐 Crew-9 號飛船抵達,以及威爾莫爾和威廉斯的任務期限延長,Crew-8 號任務預計將於 10 月初離開太空站並降落。

這個故事在確認發射成功後進行了更新。



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