SpaceX载人航天任务取得圆满成功,马

现年才48岁的伊隆·马斯克,已经是一个颇具传奇色彩的人物。大学毕业后,马斯克就迫不及待开始了创业。虽然迫不及待,但他并不盲目。在他上大学时,他就认准了三个行业——互联网、可再生能源和太空探索。到年5月,马斯克又创立了一家新公司——太空探索技术公司SpaceX。在他看来,太空行业是可以为整个人类谋福祉的终极领域。而他创办SpaceX的使命其实很简单,让人类登上火星;他的终极目标便是,让人类移民火星成为可能。当然,毫无疑问的是,此后SpaceX公司在商业航天领域之所以接连取得了不起的成功,并不能完全归功于马斯克一个人。

当地时间5月30号下午3点22分,北京时间5月31日凌晨3点22分,由SpaceX负责执行的载人航天发射任务在肯尼迪航天中心圆满完成,猎鹰9号火箭成功将载人龙飞船以及参与此次飞行的两名宇航员鲍勃·贝肯(BobBehnken)和道格·赫利(DougHurley)平安送上了太空。而SpaceX首次载人发射取得成功,则意味着,在俄罗斯、美国和中国之后,全球载人航天终于迎来了第四位玩家,而且是一位极其特别的玩家,因为SpaceX只是一家私营公司。此次发射任务取得成功,不仅标志着美国载人航天能力得以恢复,也标志着人类载人航天一个崭新时代开始:一个商业航天公司成为第四位玩家,它独立并全面掌握了载人航天最重要的运载火箭、货运飞船和载人飞船等环节。

此次载人龙飞船采用一枚特殊涂装的全新猎鹰9Block-5型火箭发射,火箭一级在发射后两分半关机分离,进入回收流程,分后平稳降落在回收驳船上,虽然运载火箭回收仍是只此一家别无分号,但已经是日常操作,早已无人关心。根据计划,发射后19小时飞船将“追上”国际空间站,并成功与之对接,对接后经过拉近、锁紧和气压平衡后,两位宇航员将进驻空间站。后续飞船将在空间站停留30天以上,具体返回时间取决于飞船太阳能电池板衰减情况。至此,美国人终于摆脱了俄罗斯联盟飞船年年涨价的的天价船票,也不再会被俄罗斯讥讽为“用蹦床上天”。

一,风格独特且化繁为简

载人龙飞船在设计上分为加压舱(返回舱)和非加压舱,为尽可能复用飞船设备,载人龙大部分设备集中在加压舱内,非加压舱部分主要由碳纤维构成,仅设置有体装式太阳能电池板等少数设备。

飞船采用人、货通用设计,载人版可用于国际空间站或未来商业空间站的近地轨道载人往返服务,经货运化改装后也可以用于无人货运任务,飞船受限于美国航天局NASA对落水冲击的限制,目前默认设置有4个座位,后排可增设3个座位,亦即最多承载7名宇航员,远多于联盟飞船的3人,与航天飞机和波音的星际线(Starliner)飞船一致。

无论是飞船的外观还是内饰,都非常简洁,形如科幻电影中的宇宙飞船,即使增设后排座椅,满载7名宇航员也依旧宽敞,而且还设置有一个简易厕所,与狭小拥挤的联盟号飞船形成鲜明对比,当然不仅是座椅,最直观的飞船操作界面也是迥然相异。

与传统飞船在设计上截然不同,载人龙飞船的人机交互界面采用了大尺寸触控屏幕,屏幕上所显示的内容可以自由切换,因此3块屏幕在受损情况下可互为备份。飞船目前设计仅保留有38个实体开关和按键,作为应对极端情况的最低限度控制面板。纵观马斯克旗下的两家企业,无论是SpaceX还是特斯拉,一直都是超大触控屏幕设计。马斯克宣称载人龙飞船将大幅度提高自动化程度,化繁为简,降低宇航员的学习成本,宇航员在绝大部分任务中都可以把厚如砖头的操纵手册扔在一旁,将操作集中在直观的触控屏幕上,并提高自动化率,仅保留有最低限度的物理按键来应对极端情况。然而,看似很简单的改变其实更不容易,且不说要面对巨量的代码编程和测试工作,要在删去大量物理按键的条件下仍维持足够的安全性和可靠性。这种设计思路一直贯穿整个飞船,比如舱内航天服的设计。

众所周知,航天服主要分为两种,一种是舱内航天服,一种是舱外航天服。舱内航天服是在载人飞船和航天飞机内穿着使用,除在正常发射中监测宇航员生理状态和维持体温呼吸外,还有在飞船舱内出现破损而导致急性失压时保障宇航员生命安全的作用。

与传统航天服不同,SpaceX特别聘请了时尚设计师进行外观设计,在维持安全性水平的前提下进行了轻量化设计。此外,舱内航天服还选用了定制化的3D打印头盔,可以定制化设计,内置麦克风,航天服本身采用阻燃外层材料,鞋部增设了与座椅脚蹬的固定机构。所有航天服与飞船的环控生保和通讯都集成在舱内服大腿部分的一根管路上,还增设了额外的听力保护装置。为了适应触控界面,航天服手套手掌内侧设有触控层,兼顾触屏操控。头盔面罩可以开合,关节过渡段经过特殊设计,不仅可以灵活转动,在舱内失压情况可迅速密闭并充气保压,从而保证宇航员生命安全。

除了上述这些外表可见的特性,载人龙的设计亦有大幅革新,不仅采用人货通用设计,还革新了传统的逃逸塔逃逸方式,且贯彻了公司一直坚持的复用理念,又大胆使用发动机反推着陆的方式(目前已被NASA砍掉),称之为目前设计最激进、最疯狂的载人飞船毫不为过。

载人龙飞船干质量7.7吨,发射质量9-15吨,上行最大运力6吨,下行最大运力3吨,全高8.1米,直径4米,加压舱外壁倾角15度,加压舱(返回舱)容积9.3立方米,非加压舱容积37立方米。除此之外,其他参数如下:

承载人数:默认4人、最大7人,

自持能力:自行飞行7天、对接状态下天,

供电系统:非加压舱半包围体装式太阳能电池板

推进系统:16台天龙座(Draco)发动机,单台推力牛,真空比冲秒

逃逸系统:推式逃逸,8台超级天龙座(SuperDraco)逃逸发动机,单台推力牛,海平面比冲秒,两台为一组,安装在铝制包容壳内

推进剂组合:四氧化二氮/甲基肼双组元推进剂,冗余设计,最大加注量2.2吨,1.36吨四氧化二氮,0.85吨甲基肼

环控生保系统:湿度控制、噪声抑制、空气循环、温度控制、火灾探测和抑制、简易厕所

底部主热防护系统:第三代PICA-X改进型酚醛浸渍碳烧蚀材料,可更换设计

进入、再入、着陆与回收:四伞冗余群伞系统,海上溅落,专用回收船回收

定位:GPS/铱星定位信标

对接系统:采用NASA对接系统(NASADockingSystem),可自主无人对接或手动对接,对接口盖可开合

舱内航天服:SpaceX自研的专用舱内航天服

但是对于NASA来说,这些都不是他们所

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