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昨夜马斯克“自炸”3.4亿元火箭:成功测试飞船逃生能力

来源: 南方日报网络版     时间: 2020-01-22 04:37:50
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昨夜马斯克“自炸”3.4亿元火箭:成功测试飞船逃生能力

原标题:昨夜马斯克“自炸”3.4亿元火箭:成功测试飞船逃生能力

SpaceX成功测试载人版龙飞船逃逸能力(完整视频)

1分38秒,3.4亿元,美国航天事业一次里程碑意义的创举由私人民企完成!

1月19日,佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心39A发射塔架,马斯克旗下的SpaceX太空公司为美国宇航局(NASA) 进行了一次“特别的测试”,择机发射一枚猎鹰9号火箭。

与以往不同的是,这枚火箭的升空过程注定不会一帆风顺。 升空后不久,龙2飞船在空中按计划地引爆了一枚二手猎鹰火箭,这是SpaceX首次载人龙飞船飞行中止测试,逃逸系统测试是载人发射前最关键的一步。

用一枚火箭的代价,完成龙2载人飞船逃逸系统的测试。

以验证紧急逃逸系统的可靠性,以确保在发生重大意外时,载人飞船中宇航员的安全。 当然,本次测试并未使用真人。

龙飞船内的模拟人

这同时也是在真正执行载人航天任务之前,龙2载人飞船将要面对的最后一项重要测试。

整个发射过程十分成功,当猎鹰9火箭升空84秒左右,火箭顶部的飞船启动自己的8台逃逸发动机并将自己推离火箭,随后火箭在强大的气动压力下发生解体爆炸,坠入大西洋。

发射大约90秒后,载人舱脱离,10秒后,火箭解体爆炸,十分梦幻

飞船在脱离火箭后以弹道的形式继续飞行,最终借助降落伞降落在大西洋中。

预期的解体时间会因许多因素而变化,包括风和预期的飞行器姿态和位置的微小变化,但可能在分离后不久或从地球上层大气返回地球时发生。

在任何一种情况下,SpaceX公司的猎鹰9号(Falcon 9)回收人员都将组成一支专门的团队,准备在飞机解体后立即开始回收碎片。

本次试验主要模拟的是火箭在飞行过程中出现意外,飞船紧急启动发动机脱离火箭的情形。

4分30秒后,两只辅降落伞打开,用于减缓速度,增强逃逸舱的稳定性。又经过大约1分钟,四只Mark3主降落伞打开。据称,SpaceX已经成功测试这套太空降落伞系统达80多次。

发射任务执行9分钟左右,返回舱成功落入大西洋,这比原先预计的稍快一些。

为了节省测试成本,本次测试官方使用的是一枚猎鹰9号火箭,此前已经执行了3次飞行任务,由于这次发射是一次亚轨道飞行,因而只有一级火箭起作用。

不过本次试验的成本依旧很高,一枚猎鹰9号火箭的总造价约为5000万美元,约合人民币3.4亿。

此次飞行中止测试成功后,SpaceX表示, 将在今年3月进行首次龙飞船载人任务,将宇航员Doug Hurley和Bob Behnken送抵国际空间站。

道格·赫尔利(Doug Hurley)和鲍勃·本肯(Bob Behnken)将首次试飞SpaceX载人龙飞船

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为什么是SpaceX?

这项测试名为飞行中止测试,是SpaceX满足NASA商业载人项目的最后重要里程碑之一。NASA的项目旨在开发新型美国制造的航天器,重新将NASA宇航员送入太空。

因为航天飞机高昂的成本以及多次发生载人航天事故,几年前美国放弃了自己的航天飞机,转而租借俄罗斯的“联盟号”飞船,但租金高达5.6亿美元一年,而且价格逐年上涨。据美国宇航局监察长称,自2011年航天飞机退役以来,美国国家航空航天局已向俄罗斯政府支付了39亿美元,用于向太空站提供机组人员运输服务。

为此,美国宇航局分别委托波音和SpaceX公司研制载人飞船。

SpaceX公司在飞行中演示了乘员的发射逃生能力,目的是为美国国家航空航天局(NASA)提供有价值的数据,以证明航天器可以开始向国际空间站运送宇航员。

过去六年来,SpaceX一直在为该项目开发一艘名为“载人龙飞船”的航天器,该航天器由猎鹰9号发射,可以将NASA宇航员送往国际空间站,或接回地球。

作为开发过程的一部分,SpaceX必须进行多次试验,以证明其航天器不仅安全,也有能力完成飞行任务。

SpaceX猎鹰九号龙飞船将成为有史以来最先进的载人航天设备,同时也是首个私人载人航天设备,除此之外还是最为低费用的载人航天运载工具.

SpaceX公司的本吉·里德表示,该公司已经完成了700多次超级draco推进器(SuperDraco thrusters)的测试,Crew Dragon的SuperDraco发动机,它将为航天器提供动力,使其远离猎鹰9号,并在攀登过程中的任何时候或在不太可能的情况下将船员带到安全的地方。

2019年3月,SpaceX公司的载人龙飞船曾在全程不依靠机械臂且空间站保持运行的情况下,通过自身空间交会系统完成了首次自动对接任务(两个航天器在空间轨道上合并且在结构上连成一个整体的过程被称为“空间交会对接”)。

除此之外,为测试逃逸系统,该飞船还在离国际空间站120米时进行了一次后退,大约退至180米再次向空间站靠近,最终与国际空间站成功硬对接,稳定固定在国际空间站上。

为了确保顺利执行今年年初的首次载人航天任务,昨夜,SpaceX通过在大西洋上空引爆一枚猎鹰9火箭,用来验证在火箭发生爆炸这类严重安全事故时,是否能保证载人舱的安全,以及确保机组成员安全逃生。

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逃逸系统有多重要

载人航天,一直是航天航空领域为关键的技术高峰。

马斯克发推,表示载人龙的高空超音速中止试验是一个危险的任务,因为它在很多方面都在挑战极限!

由于人类自身血肉之躯极其脆弱,载人航天需要大量复杂技术来确保人类的安全,例如需要特定的火箭、发射场、载人飞船、着陆场系统等,整体成本和技术复杂度陡增。

全世界仅有苏联/俄罗斯、美国和中国这3个国家可以做到。中国也是在21世纪后,才打破了苏美两国50年的技术垄断。目前,长征2F是中国目前唯一的载人航天火箭,最典型特点是顶部的火箭逃逸系统(逃逸塔)。

在载人航天工程的核心技术中,发射逃逸系统无疑是最重要的技术之一。

一枚载人火箭,往往仅需10分钟左右就能将宇航员送入太空。从宇航员进入火箭顶部的载人飞船,直到进入太空的过程,必须保证一旦发生紧急情况,宇航员能迅速逃离火箭。

发射逃逸系统,就是他们求生的唯一可能。因而,任何一款载人飞船和火箭,都必须经过极其严格的发射逃逸系统测试。

目前,逃逸塔是最为成熟的逃逸方式, 它承担着在火箭发射过程中万一发生危及航天员生命安全的意外紧急情况,确保航天员瞬间逃生、安全返回的任务;同时在发射顺利时它还必须点火工作脱离箭体让飞船得以继续飞行,因此,在整个发射过程中逃逸塔备受瞩目。

同时,这也是世界载人飞船最主流的逃逸系统设计方式。“神舟”无人试验飞船四次遨游太空,逃逸系统次次成功经受了考验,成了航天员放心大胆去巡天的“定心丸”。承担逃逸塔动力装置研制工作的就是中国航天科技集团第四研究院,他们创造出堪称目前国际上性能最完善的逃逸救生方式的奇迹。

进入新世纪后,美国商业航天公司给出了另一种类似方案。

不同之处在于,他们的逃逸动力系统在飞船本身或飞船底部的服务舱。SpaceX的龙2飞船、波音的CST-100 Starliner和蓝色起源的新谢帕德飞船,都是如此。

龙2飞船还采取了可重复使用发动机和液体燃料,使得这一套逃逸系统能像飞船一样实现重复使用。

事实上,早在2015年5月,SpaceX已经完成了一次PAD中止“乘员龙”的演示。

这次测试将表明,即使在发射过程中出现紧急情况,CrewDragon发动机能保护宇航员。

发射逃逸系统(Launch Escape System,缩写LES),也叫发射中止系统(Launch Abort System,缩写LAS),这是载人航天必备的应急逃生系统。

这次的发射名为为”飞行中止测试”,旨在向美国宇航局(NASA)证明一件事,就算龙飞船在飞行过程中发生故障,飞船载着宇航员也能安全返回地面。

但尽管有设计巧妙的逃逸系统保驾护航,飞行计划仍然会受到各种外界不稳定因素的影响。

SpaceX龙飞船最初计划于美国东部时间1月18日上午发射,但是到了1月17日晚,降落海域天气不太好,返回舱降落区有大风和海浪,发射时间不得不再次向后推延。

“这是发射天气、光学、风和离岸海浪之间的美妙舞蹈,”太空军第45天气中队的发射天气官迈克·麦卡勒南(Mike McAleenan)在周五的新闻发布会上说。

在2019年12月份,波音公司载人飞船星际客机(Starliner)在测试过程中计时器因为出现问题,导致未能正常进入轨道,所以SpaceX公司的这次发射显得格外小心。

而昨天的测试意在展示,在前往国际空间站过程中出现意外的罕见情况下,SpaceX的备份计划。比如,当猎鹰9号火箭在升空过程中突然开始解体时,SpaceX将如何应对。NASA希望知道,若火箭发生故障,载人龙飞船内的宇航员能否安全回到地面。

即便测试过程中,飞船内并无人员,SpaceX仍会将其视为一次真正的紧急救援事件,派出搜救船去救援飞船。SpaceX有自己的带直升机降落平台的船只,找回海上降落的载人龙飞船——无论是从国际空间站正常返回还是在紧急情况下。美国空间也将协助SpaceX的回收工作。

NASA和SpaceX将密切观察这次测试,因为过去载人龙飞船上的紧急中止系统一直存在些问题。去年4月份, 在测试SpuerDraco发动机时,载人龙飞船发生爆炸。公司用了数月时间调查故障,最终对系统设计进行了调整。11月份,点火测试进行顺利,以及有了今天的测试成功。

正所谓试错越多,成功越多。成功成熟,都是从失败中一路抢渡过来的。没有走不出的阴影,没有过不去的失败。

作为锐意进取、不断创新的神榜样,马斯克在修复了发动机问题,以及在降落伞等测试中的出色表现,重新赢回了不少信心。而随着此次载人飞行中止测试的成功完成,SpaceX 终于获得载人前往国家空间站的入场券。

它同时还意味着自2011年航天飞机退役,美国重新获得本土发射宇航员进入太空的能力,而这一创举将由一家私人民企完成。返回搜狐,查看更多

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