新聞 > 科教 > 正文

發射成功!馬斯克用二手火箭送二手載人飛船上天

2021年4月23日,美國太空探索技術公司(SpaceX)進行了該公司2021年的首次載人發射,地點位於美國佛羅里達州甘迺迪航天中心,目的地是國際太空站,四名太空飛行員將在那裡停留六個月,執行眾多的科學實驗。

這是SpaceX第三次載人發射,也是第二次正式商業載人發射。原計劃,北京時間4月22日的發射,但由於天氣原因,推遲24小時至23日。

二手火箭和二手飛船

執行本次發射的獵鷹9火箭是一枚二手火箭,代號為B1061.2,小數點後的2代表是第二次使用。執行本次任務的「奮進號」龍飛船也是艘二手飛船,曾在2020年5月31日完成SpaceX首次載人飛行。二手火箭發射二手飛船也是這次發射的最大看點,這也是人類航天史上繼2011年太空梭退役之後,首次重複使用載人太空飛行器。

四位太空飛行員來自何方?

凱薩琳·梅根·麥克阿瑟(Katherine Megan McArthur),1971年出生,美國海洋學家、工程師、NASA太空飛行員。2009年,她曾經執行過一次亞特拉迪斯號太空梭的飛行任務,完成人類最後一次對哈勃望遠鏡的維修工作。

非常有趣的是,她嫁給了同為太空飛行員的羅伯特·本肯(Robert L. Behnken),本肯就是SpaceX2020年執行首次載人發射時的太空飛行員之一,乘坐的飛船也是本次的這艘「奮進號」。夫妻同為太空飛行員,先後乘坐同一艘飛船進入太空,恐怕也是航天史上絕無僅有的佳話。

羅伯特·謝恩·金布羅(Robert Shane Kimbrough),1967年出生,退役美國陸軍軍官、NASA太空飛行員。金布羅曾經參加過兩次太空飛行,第一次是搭乘太空梭進入太空,第二次是搭乘俄羅斯聯盟號飛船前往國際太空站執行為期六個月的任務。

托馬斯·戈蒂埃·佩斯奎特(Thomas Gautier Pesquet),1978年出生,法國航空航天工程師、飛行員、歐洲航天局太空飛行員。佩斯奎特於2009年5月被歐洲航天局選為太空飛行員候選人,並於2010年11月成功完成了基礎訓練,開啟了太空飛行員生涯。

星出彰彥(Hoshide Akihiko),1968年出生,日本工程師和日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)太空飛行員。2012年8月30日,星出彰彥成為第三位在太空漫步的日本太空飛行員。星出彰彥已經參加過兩次太空飛行任務。2008年5月31日,他搭乘美國發現號太空梭前往國際太空站,幫助安裝了日本實驗艙。2012年7月,星出彰彥搭乘俄羅斯飛船飛向太空,並在此期間執行了三次太空漫步任務,時間長達21小時23分鐘。

這四名太空飛行員去太空站主要做啥?

這四名太空飛行員將在國際太空站停留六個月的時間,計劃進行數百項實驗。其中包含:

1、太空中微重力環境下的生物組織晶片的培養。組織晶片是生物晶片技術的一個重要分支,是將許多不同個體組織標本以規則陣列方式排布於同一載體上,進行同一指標的原位組織學研究。醫學家非常期待本次的實驗結果。

2、給地球拍照。俗話說,欲窮千里目,更上一層樓,太空飛行員位於400公里的地球軌道,能夠在大尺度下觀看地球。在過去20年,太空站上的太空飛行員拍攝了超過350多萬張地球照片,為記錄地球形貌的變化做出了重要貢獻。如果幸運,太空飛行員能夠觀看到颶風(颱風)從萌發到壯大直到消亡的全過程,這是真正的「上帝視角」。

3、為國際太空站運送新的太陽能風浪板。目前,國際太空站由八塊太陽能風浪板提供電能,但隨著太空站電能需求的持續攀升,已經無法滿足需求,需要增加額外的六塊太陽能風浪板。據悉,本次發射將為太空站先帶去兩塊風浪板,折迭在龍飛船的非加壓儲物艙中。每個新風浪板長18米、寬6米,能夠產生20千瓦的電能。每塊風浪板需要兩次太空漫步才能安裝完畢。

4、還有一項名為CHINE(描述微重力環境下人類免疫缺陷)的研究,觀察人類免疫系統對微重力環境的反應。

總體來講,這些工作和實驗能夠幫助人類更好了解我們地球,更好了解人體對微重力環境的適應情況,更好幫助人類戰勝各種疾病。表面看似與我們生活相去甚遠的航天活動,實則與人們生產生活、生命健康密切相關。

SpaceX載人龍飛船的特點

載人龍飛船屬於SpaceX研製的第二代龍飛船(Dragon2),具備可重複使用的能力。第二代龍飛船可分為載人龍飛船和貨運龍飛船兩種,其前身是第一代貨運龍飛船(Dragon1)。新飛船可以自動與太空站完成對接,而不像第一代飛船那樣,需要藉助太空站上的機械臂的幫助。當然,載人龍飛船也保留了人工對接的選項。

本次使用的載人龍飛船,直徑4米,高8.1米,最多可搭載7位太空飛行員,這與太空梭搭載的太空飛行員數量相同,但到目前為止最多只搭載了4位太空飛行員。首次發射搭載了2位太空飛行員,首次商業發射搭載了4名太空飛行員,本次發射也是搭載了4名太空飛行員。

載人龍飛船的最頂端是一個能夠打開的頭錐蓋子,在發射和返回的過程中,保護飛船和對接機構。當飛船與太空站對接的時候,頭錐蓋子會打開,露出對接機構,當飛船脫離太空站的時候,蓋子關閉,準備返回地面。

另外,服務艙外側粘貼有太陽能電池,就像穿了個太陽能板的裙子一樣,這擺脫了傳統的太陽能展開翼的造型。服務艙外側還有翼狀結構,能夠為飛船在逃逸過程中提供氣動穩定性。

萬一在發射過程中出問題咋辦?

目前,SpaceX的主力火箭為獵鷹9(Block5),本次發射是該型火箭的第57次發射,截至目前,成功率100%。但畢竟是載人發射,也要考慮小概率事件,萬一在發射過程中出問題咋辦?

載人龍飛船集成有8個推力強大的「超級天龍座」火箭,火箭兩分組,安裝在飛船的側壁,作為逃生使用,每個發動機的推力可達71千牛,換算成大家有直觀感覺的表示方式就是相當於7.1噸的推力。此外,還裝有16個推力相對較小的「天龍座」發動機噴口,用於姿態控制和軌道機動。

熟悉載人航天的朋友,可能會留意到,無論是阿波羅登月火箭,還是中國的長征2F載人運載火箭,在火箭頂部都有個逃逸塔。

逃逸塔的作用就是在火箭發射起始階段,如果發生意外,可以啟動逃逸塔火箭,把飛船帶離到安全的高度,然後著陸。如果發射一切順利,等火箭飛到一定的高度,逃逸塔會分離,然後丟棄。而載人版龍飛船相當於把逃逸塔集成在船身上,這樣做有什麼好處呢?

如果要對比逃逸塔和這種新型的逃逸方式的區別,那可能需要一篇文章來系統介紹,這裡我們只把最關鍵的地方說一下:這種方式能夠使飛船具備「全程逃逸」的能力!也就是說,在飛船飛行的任何階段出問題,都具備逃生能力,而逃逸塔只能保證火箭發射初始階段的逃生。這也是未來載人飛船逃逸的新方式。

責任編輯: 夏雨荷  來源:綜合新聞 轉載請註明作者、出處並保持完整。

本文網址:https://tw.aboluowang.com/2021/0424/1584618.html