郭筱曦(北京空間科技信息研究所)
這是美國載人航天的新時代,也是商業(yè)航天的新篇章,更是將要鐫刻在史冊上的全人類共同的榮耀。
自航天飛機退役后近9年來,美國航天員第一次乘坐美國載人飛船,由美國火箭從美國本土發(fā)射進入太空。
美國東部時間2020年5月30日15:22(北京時間5月31日03:22),美國太空探索技術(shù)(SpaceX)公司的獵鷹-9(Falcon-9)運載火箭將執(zhí)行商業(yè)載人計劃第二次驗證任務(wù)(Demo-2)即首次載人試飛任務(wù)的“載人龍”(Crew Dragon)飛船發(fā)射升空。約12min后,船箭成功分離,載有2名航天員的飛船飛往距離地面約400km、由16個國家共同建造運營的“國際空間站”(ISS),約19h后成功對接。
其實早在2012年,SpaceX公司就已經(jīng)創(chuàng)造過歷史了:當年5月,貨運“龍”飛船與“國際空間站”成功對接,成為首個造訪空間站的商業(yè)航天器;當年10月,執(zhí)行“國際空間站”首次商業(yè)貨運合同任務(wù)的貨運“龍”飛船與“國際空間站”成功對接,正式開始為政府運營的空間站運送貨物補給。這兩次任務(wù)已足夠名垂青史,但SpaceX公司并未就此停下腳步。
5月31日,載有乘員的“載人龍”飛船成功發(fā)射并與“國際空間站”成功對接,成為首個造訪“國際空間站”的商業(yè)載人航天器。這意味著世界上除俄羅斯、美國和中國外,第4個具備載人航天發(fā)射能力的實體—“馬斯克帝國”的誕生。
2003年2月,“哥倫比亞”航天飛機在再入大氣層時解體,7名航天員殞命。而這已經(jīng)是NASA損失的第2架航天飛機和第2個7人乘組。不僅如此,在每次發(fā)射和降落時萬眾歡呼的場景背后,航天飛機計劃本身也面臨日益增多的隱憂,成就斐然的同時也有巨大代價:實際運行的航天飛機,沒有完全實現(xiàn)設(shè)計初衷,反而因為技術(shù)復雜、投資巨大,維修準備期長,可靠性隨飛行次數(shù)的增加而不斷降低。警醒于災(zāi)難,時任NASA局長肖恩·奧基夫說服時任美國總統(tǒng)小布什盡早完成“國際空間站”的建設(shè),然后退役航天飛機。
2011年7月,曾主宰近地軌道30年的航天飛機終于告別舞臺。
受航天飛機退役影響最大的莫過于美國對“國際空間站”的貨物補給和乘員輪換,這些年完全靠支付高額票價購買俄羅斯“聯(lián)盟”飛船座位(2020年5月最新價格約9000萬美元一個席位)來勉強維持。
面對現(xiàn)實后,NASA啟動了商業(yè)貨物及載人運輸計劃,這為NASA帶來了運營管理模式上的巨大調(diào)整:NASA選定商業(yè)公司,由商業(yè)公司負責研制航天器和運載火箭并承擔主要的研制資金,航天器和運載火箭屬于商業(yè)公司,且負責計劃的整套運營,包括總體設(shè)計、研制、制造、試驗、發(fā)射和運營管理等。NASA由采購產(chǎn)品轉(zhuǎn)為直接采購商業(yè)公司提供的運輸服務(wù),僅負責進度、安全監(jiān)管及技術(shù)支持。NASA試圖從“探索”太空的機構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)椤巴顿Y”太空的機構(gòu)。
“載人龍”飛船成功發(fā)射后的歷史性握手(左:NASA局長吉姆·布里登斯汀,右:SpaceX公司創(chuàng)始人兼CEO伊隆·馬斯克)
2010年12月,SpaceX公司首次試飛貨運“龍”飛船并在繞地球軌道兩圈后安全降落,時任NASA局長查爾斯·博爾登曾激動地表示,“龍”飛船的發(fā)射成功標志著“美國再次成為太空探索的領(lǐng)頭羊”,其重要性“怎么評價都不為過”,并表示“這些開拓者之于航天的意義正如林德伯格之于民用航空的意義?!保ú闋査埂ち值虏袷侨澜绲谝粋€獨自完成橫越大西洋不著陸飛行的人。)
2014年9月,在向SpaceX公司和波音公司(Boeing)授出商業(yè)載人運輸系統(tǒng)認證合同時,博爾登局長在發(fā)表聲明時用到了之前很少用到的“愛國精神”一詞,他說:“這是一個艱難的選擇,但對于NASA和美國都是最好的選擇。高素質(zhì)的美國公司,聯(lián)合起來讓美國恢復本土載人航天發(fā)射能力,爭先為這個國家服務(wù)并結(jié)束我們對俄羅斯的依賴。我為他們所有人的創(chuàng)新能力、努力敬業(yè)和愛國精神鼓掌。”
2020年5月初,現(xiàn)任NASA局長吉姆·布里登斯汀在新聞發(fā)布會上說:“這是商業(yè)載人計劃的意義所在。這是載人航天的新一代、新時代!”發(fā)射成功后,吉姆·布里登斯汀十分激動。
本次任務(wù)航天員道格·赫爾利之子在專機上俯瞰39A發(fā)射臺
此次任務(wù)是一次試飛任務(wù),NASA和SpaceX公司利用這次任務(wù)來認證“載人龍”飛船的天地往返運輸能力。
此次任務(wù)在肯尼迪航天中心39A發(fā)射臺進行,這也是發(fā)射1981年首架次及2011年末架次航天飛機任務(wù)的發(fā)射臺。這是自航天飛機退役后,幾近荒廢的39A發(fā)射臺再次啟用并繼續(xù)用于載人發(fā)射。
航天員乘坐特斯拉Model X前往發(fā)射臺
本次任務(wù)的2名航天員乘坐同為馬斯克創(chuàng)立的特斯拉公司(Tesla)的Model X全電動SUV抵達發(fā)射臺。此前,美國本土發(fā)射的載人航天任務(wù)都是用改裝拖車或房車轉(zhuǎn)運航天員,這是NASA第一次在發(fā)射前用SUV車型轉(zhuǎn)運航天員。
目前,“國際空間站”上還有1名美國航天員—第63批長期考察組指揮官克里斯·卡西迪。鮑勃·本肯和克里斯·卡西迪作為航天員辦公室前任負責人有著獨特的聯(lián)系—這是兩位前主任第一次在太空中會面;而對于道格·赫爾利來說,這是一次他與STS-127任務(wù)同事在軌道上重聚的機會。他們有可能會參與一系列艙外活動,在空間站S6桁架上安裝新電池,激活歐洲“哥倫布”(Columbus)實驗艙上的新硬件。他們還將取回隨首次和末次航天飛機任務(wù)飛行的美國國旗并帶回地球。
任務(wù)結(jié)束時,飛船將自動脫離“國際空間站”,進行為期2天的自由飛行,然后再入大氣層,在大西洋中濺落。SpaceX公司預(yù)計將在濺落1h內(nèi)將航天員送回地面。
自NASA啟動商業(yè)貨運及載人計劃起,SpaceX公司就一直是積極參與者,多次刷新商業(yè)航天歷史。短短十幾年間,SpaceX公司已發(fā)展成為NASA載人航天領(lǐng)域最重要的商業(yè)合作伙伴之一。
2002年6月,馬斯克拿出幾乎全部身家,創(chuàng)立了自己的第三家公司—SpaceX,旨在降低火箭成本和發(fā)展星際航行技術(shù)。他去到各大航空航天院校、波音公司等大型企業(yè)甚至NASA“挖墻腳”,組建了具有新興商業(yè)航天公司特點的科研人員團隊。
SpaceX公司的研發(fā)始于獵鷹-1火箭,該型火箭第4次試射才獲得成功,進而為獵鷹-9火箭研制奠定了基礎(chǔ)。2010年至今,獵鷹-9火箭已發(fā)射85次,其中83次任務(wù)取得完全成功。
本次任務(wù)的航天員(左:航天員鮑勃·本肯,右:航天員道格·赫爾利)
不僅如此,SpaceX公司多年來一直在開發(fā)運載火箭完全、快速重用的技術(shù),火箭第一級的海面平臺和陸地垂直著陸回收相繼取得成功,目前回收重用技術(shù)已趨于穩(wěn)定。
憑借“龍”飛船,SpaceX公司先后獲得了NASA的“商業(yè)軌道運輸服務(wù)”(COTS)合同,認證其貨運能力;“商業(yè)補給服務(wù)”(CRS)合同,執(zhí)行業(yè)務(wù)貨運任務(wù);“商業(yè)乘員運輸能力”(CCtCap)合同,認證其載人運輸能力。從2012年到現(xiàn)在,貨運“龍”飛船已成功執(zhí)行19次空間站補給任務(wù),連同驗證任務(wù),共為空間站運送貨物43787kg。
2020年3月,SpaceX公司的“龍XL”飛船獲NASA規(guī)劃中的月球軌道空間站“門戶”(Gateway)貨運服務(wù)合同;4月,該公司“星艦”(Starship)入圍NASA“阿爾忒彌斯”(Artemis)重返月球計劃載人月球著陸器研究合同競爭。NASA與SpaceX公司的公私合作伙伴關(guān)系從近地拓展到了深空。
盡管道格·赫爾利和鮑勃·本肯這2名航天員的專業(yè)和職業(yè)背景不同,但也有一些不尋常的緣分:兩人都于2000年7月經(jīng)NASA選拔為航天員;兩人的另一半都是航天員,這兩位女航天員也是2000年7月同期選拔的;兩人首上太空時均乘坐“奮進”(Endeavor)航天飛機,都曾2次執(zhí)行航天飛機任務(wù),其中,赫爾利還是航天飛機末次任務(wù)的駕駛員。
作為此次任務(wù)的聯(lián)合指揮官,這兩位航天員都將在任務(wù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,但各自的職責將根據(jù)其具體經(jīng)驗和專業(yè)知識進行調(diào)整。鮑勃·本肯擔任這次任務(wù)的聯(lián)合行動指揮官,而道格·赫爾利擔任航天器指揮官。
2015年7月,這2名航天員同時被選拔到商業(yè)載人計劃“骨干”團隊,接受通用訓練,并在2018年8月開始參加針對此次任務(wù)的專門訓練。作為歷史的創(chuàng)造者以及經(jīng)驗豐富的航天員和飛行員,赫爾利和本肯會繼續(xù)在航天飛行和探索方面取得矚目成就。