北京時間2020年5月31日03時22分，美國太空探索科技公司（SpaceX）用自家獵鷹9號火箭成功發(fā)射龍2載人飛船，成功運送兩名宇航員（Douglas Hurley和Robert Behnken）進入太空，前往國際空間站，他們將在1天后抵達。火箭一級也實現(xiàn)了成功回收。
整裝待發(fā)的火箭（左）和兩名宇航員（右），新的宇航服充滿科幻感（圖源：SpaceX）
自1961年4月12日蘇聯(lián)宇航員加加林進入太空、開啟人類載人航天時代之后，全世界僅有三個國家，蘇聯(lián)/俄羅斯、美國和中國，掌握了載人航天能力。其中，隨著2011年7月19日美國航天飛機執(zhí)行完最后一次任務(wù)退役后，美國失去了從本土出發(fā)的載人航天能力，只能依靠俄羅斯聯(lián)盟號飛船前往國際空間站。
SpaceX此次任務(wù)，從NASA傳奇發(fā)射架LC-39A出發(fā)，這里見證了阿波羅登月和航天飛機計劃的成功。此次發(fā)射不僅標(biāo)志著美國載人航天能力的恢復(fù)，也標(biāo)志著人類載人航天一個嶄新的時代開始：一個商業(yè)航天公司成為第四位玩家，它獨立并全面掌握了載人航天最重要的運載火箭、貨運飛船和載人飛船等環(huán)節(jié)。
一、傳奇運載火箭：獵鷹9號
此次任務(wù)使用的運載火箭是SpaceX近期服役的獵鷹9號-Block 5型，它是SpaceX在2008年突破運載火箭技術(shù)后的第四代主力火箭。
SpaceX的獵鷹系列火箭家族基本圖譜（改編自Lucabon）
獵鷹9號-B5火箭不僅運載能力處在世界前列，還能實現(xiàn)火箭一級和整流罩回收的獨門絕活。由于經(jīng)過了大幅技術(shù)改進，廣泛使用新材料和新設(shè)計，它的理論可回收復(fù)用次數(shù)近百次，不經(jīng)過大修保養(yǎng)可做到連續(xù)10次左右回收。它的可靠性也相當(dāng)高，目前發(fā)射成功率均為100%。在經(jīng)過NASA的反復(fù)審核后，它獲批成為美國新一代可載人級別運載火箭。
考慮到即便一枚新獵鷹9號火箭的造價（6000萬美元左右）都要比同行低很多，甚至低于俄羅斯聯(lián)盟號載人飛船單人票價（已達到9000萬美元），龍2載人飛船使用自家公司的火箭發(fā)射費用將大大降低。事實上，SpaceX另一主要項目，星鏈低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座，也已經(jīng)通過自家火箭極低的發(fā)射費用擊垮了競爭對手。
二、劃時代的載人飛船：龍2
SpaceX初代的龍1貨運飛船僅用于貨運，但它用了很多超前設(shè)計理念和先進工程技術(shù)，可靠性很高。在22次發(fā)射任務(wù)中，除了一次因為獵鷹9號v1.1火箭爆炸事故被摧毀之外，其余均取得成功。它也是除航天飛機外唯一可回收復(fù)用的獨立貨運飛船，在2020年3月份SpaceX對國際空間站的第20次貨運任務(wù)時，已經(jīng)是這一艘龍1貨運飛船的第9次復(fù)用。
目前，龍1貨運飛船已經(jīng)宣告退役，龍2載人飛船將兼具載人和貨運功能。龍1貨運飛船項目是SpaceX此前利潤最高的項目之一，為后續(xù)的龍2載人飛船技術(shù)發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。
整體來看，龍2載人飛船在技術(shù)方面，有如下重大突破：
a.設(shè)計安全性
這是任何一個載人航天飛船最重要的基本需求。NASA對商業(yè)載人航天項目（CCP）對安全性的要求是：飛船發(fā)射上升段和返回下降段宇航員損失比不得超過1:500，即每500次任務(wù)最多只能損失1位宇航員?？紤]到最長210天的任務(wù)周期和各種太空意外，總指標(biāo)是1：270。相比較而言，航天飛機項目要求1:90（實際2/135），俄羅斯聯(lián)盟號飛船要求是1:110（實際1/87）。
動圖：此前SpaceX已經(jīng)通過“炸掉一枚”火箭的方式測試了龍2載人飛船在最大動壓點附近的極限逃逸能力（圖源：SpaceX）
b.強逃逸能力
傳統(tǒng)載人飛船發(fā)射必須攜帶昂貴的逃逸塔，負(fù)責(zé)發(fā)射前和發(fā)射后兩分鐘左右的宇航員安全，發(fā)射過程中會被拋掉。而龍-2飛船自帶8臺逃逸用SuperDraco超強發(fā)動機，由激光3D打印鐵鉻鎳材料制造而來，能力強大，且可重復(fù)使用，能夠提供的安全保護周期更長。事實證明，它不僅順利通過了數(shù)千個小時的各類測試，且靜態(tài)逃逸能力、發(fā)射時最大動壓點附近逃逸能力都非常出眾。
c.可復(fù)用能力
龍2載人飛船自帶可復(fù)用逃逸系統(tǒng)，且自身設(shè)計不需要額外的整流罩（獵鷹9號整流罩造價在500萬美元級別），返回地球時至關(guān)重要的隔熱罩采用模塊化設(shè)計可方便更換，海面濺落式回收對飛船的硬沖擊也很小，本身的設(shè)計也是圍繞可回收進行。如果再考慮火箭，一次龍2飛船載人任務(wù)的全系統(tǒng)可回收復(fù)用能力極高。
龍2載人飛船細(xì)節(jié)圖，可以看到它并沒有傳統(tǒng)太陽能帆板（圖源：SpaceX）
d.強大載人能力
龍2載人飛船的內(nèi)部加壓空間有9.3立方米，集中在一個艙段里，非加壓貨運艙段也有12.1立方米。不僅最多可以搭載7名宇航員，也可以搭載較多貨物，尤其是任務(wù)結(jié)束時的貨物下行運輸能力。相比而言，美國早期的水星計劃、雙子座、阿波羅飛船只能載1-3位，NASA新一代在研的獵戶座飛船只能載3-6位。本次龍2載人飛船依然屬于測試階段，因而只載2人。龍2載人飛船內(nèi)部是一個科幻感十足的布局，空間并不擁擠，體驗也很好。
龍2載人飛船（左）與實際發(fā)射的聯(lián)盟飛船（右）對比，龍-2飛船有分離的貨物區(qū)，7名宇航員即便全副武裝準(zhǔn)備發(fā)射，內(nèi)部空間也要寬敞許多（圖源：NASA）
e.新科技的廣泛運用
龍2載人飛船運用了一系列新技術(shù)，它的能量供應(yīng)依然主要采用服務(wù)艙外殼上貼折疊式太陽能電池片的方式，整體更加集約高效，不存在巨大的太陽能帆板。它的控制系統(tǒng)采用觸屏化、智能化，傳統(tǒng)控制面板僅作備份，對于宇航員非常友好。龍2載人飛船也能夠?qū)崿F(xiàn)自動對接國際空間站，并不需要機械臂的幫助。在突發(fā)失壓甚至真空狀態(tài)，飛船的設(shè)計依然能夠讓整體正常運行。
此外，SpaceX還設(shè)計了更先進的宇航員艙內(nèi)服，能夠保障宇航員在這種緊急情況下的生存，提高安全性。它的最大過載設(shè)計僅3倍重力，甚至低于一些游樂場的大型游樂設(shè)施，對普通人都很友好。
聯(lián)盟飛船（左）與龍2飛船（右）的操作界面也完全不同（圖源：NASA）
f.成本較“低”
龍2載人飛船的成功，對NASA也有著舉足輕重的意義，預(yù)計一次龍2載人任務(wù)的報價預(yù)計僅在1.6億美元級別，單座位報價遠低于俄羅斯和美國新一代飛船。曾經(jīng)燒錢維持國際空間站載人航天發(fā)展的局面將得到一定改善，可節(jié)約一部分資金，支持更多商業(yè)航天勢力發(fā)展，也為下一步著重從事的深空探測儲蓄力量。
同時，隨著世界三大載人航天大國進入新一代載人飛船同臺競技階段，目前僅有美國和中國實現(xiàn)了共計三型飛船實際入軌測試，SpaceX的龍2飛船、波音的星際客機（并未完全成功）和中國新載人飛船。但隨著龍2飛船實際載人任務(wù)的成功，美國在這一領(lǐng)域再次保持領(lǐng)先優(yōu)勢。不過需要說明的是，目前的龍2飛船主要定位于近地空間載人任務(wù)，和能夠進一步執(zhí)行深空載人任務(wù)的中美俄新一代主力載人飛船還是有一定技術(shù)差距的。
目前世界主流現(xiàn)役和待服役載人飛船對比（圖源：Memorian-QN）
在這次任務(wù)前后，SpaceX不僅全程在各種社交媒體實時更新進展，還設(shè)計了可以體驗飛船與空間站交會對接技術(shù)的互動游戲。發(fā)射期間，兩位宇航員還首次乘坐了和SpaceX同一老板（伊隆·馬斯克）的特斯拉小汽車前往發(fā)射架，做了一個大大的廣告。除了直播火箭發(fā)射全程吸引億萬觀眾之外，觀眾也可以通過獨特的VR虛擬現(xiàn)實體驗技術(shù)，“走入”發(fā)射場，自由切換視角，體驗近距離接觸火箭的震撼。商業(yè)航天展現(xiàn)出的強大科普和公眾影響能力也著實讓人意外，值得學(xué)習(xí)。
宇航員將首次乘坐小汽車前往發(fā)射塔，而非NASA傳統(tǒng)的小巴，這輛車的車牌號叫做ISSBND(International Space Station Bound)：前往國際空間站。正如獵鷹重型火箭首次發(fā)射載荷是一輛小汽車一樣，這也是特斯拉一次大大的廣告
對于擁有航天夢的普通人而言這也意義重大。我們能收獲到更多日新月異的載人航天技術(shù)反饋，更重要的是，隨著商業(yè)力量逐漸降低載人航天的準(zhǔn)入門檻，或許航天也將成為人類未來出行的一個重大選項，甚至直達下一站，火星！
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