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解釋最新科技進(jìn)展，報(bào)道硅谷大事小情 點(diǎn)擊上方“硅星人”關(guān)注我們~
不是科技大佬的玩票，未來(lái)的星際旅行可能要靠它們了。 —— 文｜杜晨 編輯｜Vicky Xiao 伴隨著直播里一聲激動(dòng)的呼喊，SpaceX的獵鷹9號(hào)運(yùn)載火箭點(diǎn)火升空！12分鐘后，兩名 NASA 宇航員乘坐的龍飛船被送上了太空，火箭成功落地回收——任務(wù)成功！美東時(shí)間5月30日下午3點(diǎn)22分，在千萬(wàn)人的矚目下，SpaceX 成功發(fā)射了一枚搭載有龍飛船的獵鷹9號(hào)運(yùn)載火箭，將龍飛船送上太空，龍飛船將繼續(xù)飛往距離地球表面350千米的國(guó)際空間站，而獵鷹9號(hào)運(yùn)載火箭圓滿完成任務(wù)。這次飛行將載入人類宇航史冊(cè)，因?yàn)?/span>龍飛船和獵鷹9號(hào)運(yùn)載火箭均由 SpaceX 公司自主研制，這是首次由私營(yíng)航天公司載送宇航員進(jìn)入國(guó)際空間站。本次發(fā)射對(duì)于美國(guó)來(lái)說(shuō)也意義重大。2011年美國(guó)正式退役航天飛機(jī)，9年后，美國(guó)宇航員首次乘坐美國(guó)制造的火箭進(jìn)入了軌道。本次發(fā)射在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角的肯尼迪航天基地的 LC-39A 發(fā)射臺(tái)進(jìn)行。本次發(fā)射的正式命名為 Crew Demo-2，也即 NASA 和 SpaceX 合作的載人龍飛船第二次演示任務(wù) (Crew Dragon's second demonstration mission)。Demo-2 將采用SpaceX 自主研發(fā)的獵鷹9號(hào) (Falcon-9) 火箭。這枚火箭得名于《星球大戰(zhàn)》的千年隼飛船 (Millenium Falcon) 和可重復(fù)使用的火箭一級(jí)助推器的9個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，在2,000千米以下高度的載荷可以超過(guò)22噸。獵鷹9號(hào)有多種代次和配置型號(hào)，本次 Demo-2 執(zhí)飛的將會(huì)是最新的 Block 5 型號(hào)。獵鷹9號(hào)在航天史上也占據(jù)著重要地位，有著多個(gè)“第一”：人類設(shè)計(jì)的第一枚可多次重復(fù)使用的液體燃料火箭；第一枚完全由私營(yíng)航天企業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的火箭；
第一枚完全于21世紀(jì)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的火箭。根據(jù)發(fā)射和回收窗口的情況不同，獵鷹9號(hào)可以在陸地上或者相對(duì)靜止的海上進(jìn)行回收。SpaceX 已經(jīng)對(duì)火箭進(jìn)行過(guò)多次回收測(cè)試，成功次數(shù)多于失敗，執(zhí)行 Demo-2 載人飛行任務(wù)的龍飛船，同樣由 SpaceX 自主研發(fā)，不過(guò)研發(fā)過(guò)程中引入了多家其它公司，均為私營(yíng)公司。龍飛船于2010年首次試飛成功，2012年首次成功運(yùn)輸貨物交給國(guó)際空間站，至今已經(jīng)執(zhí)行22次飛行任務(wù)，只有一次失敗。龍飛船采用了航天領(lǐng)域較為多見(jiàn)的鈍錐形彈道膠囊造型，起飛載荷可達(dá)6噸，可以被國(guó)際空間站的遙控系統(tǒng)自動(dòng)抓取并實(shí)現(xiàn)對(duì)接。龍飛船還有多種配置：貨運(yùn)、實(shí)驗(yàn)室、人貨同載、可在其它行星/衛(wèi)星著陸的紅龍飛船，以及加大碼的貨運(yùn)用途龍飛船 XL。龍飛船同樣有著多個(gè)“第一”：第一枚完全由私營(yíng)航天公司開(kāi)發(fā)的近地軌道太空飛船；第一枚可重復(fù)使用的貨運(yùn)/載人飛船；第一枚具備下行運(yùn)輸能力（從空間站向地球運(yùn)回物資）的飛船。龍飛船執(zhí)飛任務(wù)的編碼為 SpX.去年3月，NASA 和 SpaceX 已經(jīng)完成了龍飛船的第一次演示任務(wù) Demo-1，將一枚沒(méi)有宇航員乘坐（放了一支假人）的龍飛船送上太空、和國(guó)際空間站實(shí)現(xiàn)無(wú)人接軌，并且成功返回地球。此次發(fā)射原定的窗口是當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月27日周三下午4:33。但由于周三云量較多，天氣情況不允許，SpaceX 決定推遲到今天發(fā)射。昨天，SpaceX 的另一款產(chǎn)品星際飛船 (Starship) 在試點(diǎn)火過(guò)程中發(fā)生故障導(dǎo)致爆炸這次事故和本次載人龍飛船發(fā)射項(xiàng)目無(wú)關(guān)。發(fā)射后，獵鷹9號(hào)將在接近一分鐘時(shí)達(dá)到受力最復(fù)雜、最容易發(fā)生事故的最大動(dòng)壓點(diǎn)（Max-Q，最大空氣動(dòng)力應(yīng)力點(diǎn)）。2分半左右開(kāi)始，一級(jí)助推器熄火、一二級(jí)分離、二級(jí)助推器點(diǎn)火。到了8分47秒左右，二級(jí)助推器也將熄火，再過(guò)半分鐘左右一級(jí)助推器已經(jīng)將落在地面上；12分鐘時(shí)，搭載有兩名宇航員的龍飛船將從二級(jí)助推器上分離，然后開(kāi)始繞地球飛行并接近國(guó)際空間站軌道高度。
動(dòng)圖來(lái)自 Demo-1 任務(wù) 龍飛船將在接近預(yù)定軌道高度時(shí)與國(guó)際空間站建立通訊連接，并逐步提升高度，最終在距離國(guó)際空間站大約200米 (Keep Out Sphere, KOS) 時(shí)建立同步聯(lián)系，使得飛船可以和同步飛行并最終實(shí)現(xiàn)對(duì)接。對(duì)接過(guò)程是完全自動(dòng)化的，當(dāng)然，兩邊的宇航員都會(huì)密切監(jiān)控飛船的接近和對(duì)接，在必要的時(shí)候隨時(shí)接管控制。
動(dòng)圖來(lái)自 Demo-1 任務(wù) 等到對(duì)接完成，國(guó)際空間站的在軌天數(shù)已經(jīng)達(dá)到了7,860天，已經(jīng)繞地球完成了接近12.34萬(wàn)圈繞飛行。兩名宇航員在太空中停留多久？這個(gè)問(wèn)題，直到飛船和國(guó)際空間站對(duì)接之后才會(huì)有答案。目前的計(jì)劃是最短一個(gè)月，最長(zhǎng)119天，也即四個(gè)月左右。為什么現(xiàn)在決定不了到底要停留多久？除了本次執(zhí)飛的龍飛船之外，NASA 還要考慮下一次四名宇航員上國(guó)際空間站的 Crew-1 任務(wù)所用的另一枚龍飛船的狀態(tài)。需要考慮、分析和籌劃的有很多，NASA 也需要讓這次 Demo-2 任務(wù)的效用最大化，所以回程的時(shí)間還沒(méi)定下來(lái)。整個(gè)回程也是由程序控制完成的。自動(dòng)接觸對(duì)接之后，龍飛船上的推進(jìn)器將會(huì)啟動(dòng)，讓飛船遠(yuǎn)離國(guó)際空間站。
動(dòng)圖來(lái)自 Demo-1 任務(wù) 飛船將繞地球飛行并降低軌道高度，調(diào)整方向，對(duì)準(zhǔn)著陸點(diǎn)。到了預(yù)定的軌道高度和對(duì)應(yīng)地面位置，飛控電腦將會(huì)拋棄掉龍飛船的貨倉(cāng)，減輕落地重量并節(jié)省推進(jìn)燃料。然后推進(jìn)器將會(huì)啟動(dòng)長(zhǎng)達(dá)12分鐘，將飛船送回地球大氣層，在引力的作用下朝著著陸地點(diǎn)前進(jìn)。進(jìn)入大氣層后，飛船會(huì)遭遇到巨大的空氣阻力，會(huì)顯著降低其降落速度。兩個(gè)減速降落傘會(huì)首先在5.48千米（18,000英尺）高度展開(kāi)，隨后四個(gè)主降落傘會(huì)在1.98千米（6,500英尺）高度展開(kāi)，讓飛船的下落速度降低到7.62米/秒（25英尺/秒），最終降落在佛羅里達(dá)州附近的大西洋洋面上。
動(dòng)圖來(lái)自 Demo-1 任務(wù) 以下視頻演示了火箭發(fā)射、飛船對(duì)接、解除對(duì)接、返程、降落的全過(guò)程：兩位經(jīng)驗(yàn)豐富宇航員執(zhí)飛 龍飛船將會(huì)搭載 Douglas Hurley 和 Robert Behnken，兩名來(lái)自 NASA 的男性宇航員。Douglas Hurley 出生于1966年10月21日，之前曾兩次進(jìn)入太空，停留時(shí)間683小時(shí)，是亞特蘭提斯號(hào)航天飛機(jī)/STS-135任務(wù)，也即 NASA 航天飛機(jī)計(jì)劃最后一次執(zhí)飛的駕駛員。Hurley 曾擔(dān)任 NASA 宇航員訓(xùn)練教官、商業(yè)飛行計(jì)劃助理總監(jiān)等職位。
Douglas G. Hurley Behnken 出生于1970年7月28日，擁有機(jī)械工程博士學(xué)位，之前曾兩次進(jìn)入太空，停留時(shí)間達(dá)708小時(shí)，其中包括太空行走37小時(shí)。Behnken 曾擔(dān)任 NASA 宇航員、工程師和宇航員辦公室主任，于2018年入選 Demo-2 任務(wù)。
Robert L. Behnken Hurley 和 Behnken 將成為國(guó)際空間站的第229和第230位訪客。為什么最終選擇了這兩名宇航員？因?yàn)?Demo-2 準(zhǔn)確來(lái)講仍然是一次“試飛任務(wù)”，首次采用龍飛船真正載人進(jìn)入太空的任務(wù)。
肯尼迪太空中心主任Robert Cabana 透露，Hurley 和 Behnken 都是 NASA 最頂級(jí)的試飛員，他們最擅長(zhǎng)的就是執(zhí)飛全新機(jī)型——事實(shí)上，他們?cè)诩尤?NASA 之前在各自的軍旅生涯中都有過(guò)豐富的新機(jī)型試飛經(jīng)驗(yàn)。本次發(fā)射任務(wù)的另外兩名備選宇航員分別為 Sunita Williams 和 Eric Boe.如無(wú)意外，這次發(fā)射任務(wù)也將會(huì)是 SpaceX 設(shè)計(jì)的宇航服，首次投入實(shí)戰(zhàn)使用：（2018年2月，SpaceX 曾發(fā)射一輛特斯拉生產(chǎn)的 Roadster 電動(dòng)車上太空，車上乘有一名穿著 SpaceX 宇航服的假人。）私營(yíng)航天的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)？ 前面提到，本次 Demo-2 任務(wù)是私營(yíng)航天公司首次使用自主研發(fā)的火箭和飛船送真人宇航員進(jìn)入國(guó)際空間站。SpaceX 是截至目前最知名的，在私營(yíng)航天 (private spaceflight) 領(lǐng)域作出最多突破的公司。不過(guò)，它的成績(jī)也要依托于前輩們的杰出貢獻(xiàn)。私營(yíng)航天最早可以追溯到上世紀(jì)60年代，SpaceX 創(chuàng)辦的整整40年前。1961年12月12日，OSCAR一號(hào)成為了第一顆進(jìn)入近地軌道的業(yè)余無(wú)線電衛(wèi)星，在軌20天。雖然加上了“業(yè)余”倆字，其實(shí)衛(wèi)星的開(kāi)發(fā)者們并不“業(yè)余”——他們大部分都是美國(guó)航天軍工公司 TRW（現(xiàn)屬于諾格公司）的員工。1962年7月10日，貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)，交由 AT&T 使用的電星1號(hào) (Telstar 1) 升空，通過(guò)太空從美國(guó)向法國(guó)轉(zhuǎn)播了電視圖像，實(shí)現(xiàn)了首次跨大西洋電視直播。不過(guò)遺憾的是，由于美國(guó)在電星1號(hào)發(fā)射的前一天在其軌道高度上引爆了一枚核彈，導(dǎo)致后來(lái)的衛(wèi)星使用了半年左右就完全停止工作。
電星1號(hào) 電星1號(hào)升空不久后，熱衷于太空發(fā)展的美國(guó)前總統(tǒng)約翰·F·肯尼迪簽署了1962年通訊衛(wèi)星法案，為私營(yíng)公司擁有和運(yùn)營(yíng)衛(wèi)星提供了最初的法律基礎(chǔ)和監(jiān)管框架。1984年，里根前總統(tǒng)簽署了商業(yè)太空發(fā)射法案，認(rèn)可了私營(yíng)航天技術(shù)的商業(yè)價(jià)值和增長(zhǎng)前景，要求持續(xù)鼓勵(lì)私營(yíng)航天事業(yè)。執(zhí)飛人類首次成功登月任務(wù)的火箭土星5號(hào)，就是由私營(yíng)公司建造的。它的設(shè)計(jì)者是 NASA，但是主要建造承包商均來(lái)自私營(yíng)部門，包括波音、北美航空、道格拉斯（后來(lái)的麥道）和 IBM。
土星5號(hào)搭載阿波羅11號(hào)登月艙 1990年，軌道科學(xué)公司 (Oribital Science) 自主研發(fā)的飛馬座，一種小型的空中發(fā)射火箭，成功試射，成為第一顆在沒(méi)有政府資助開(kāi)發(fā)出來(lái)并進(jìn)入近地軌道的火箭。進(jìn)入21世紀(jì)，私營(yíng)航天的發(fā)展迎來(lái)一個(gè)很多人都不愿意承認(rèn)的里程碑：美國(guó)航天科學(xué)家和富商 Dennis Tito 自費(fèi)近2,000萬(wàn)美元，通過(guò)各種關(guān)系找到俄羅斯，乘坐火箭進(jìn)入國(guó)際空間站，成為第一位太空旅客，旅程長(zhǎng)達(dá)7天22小時(shí)4分鐘。NASA 高層一度認(rèn)為 Tito 花錢找俄羅斯上天的行為“背叛了美國(guó)”，甚至不愿意為他提供本應(yīng)提供給他的訓(xùn)練——尷尬的是，在五架在役航天飛機(jī)損毀了兩架之后，美國(guó)于2011年退役了整個(gè)航天飛機(jī)計(jì)劃，之后美國(guó)宇航員上天也得求助俄羅斯的聯(lián)盟號(hào)……
進(jìn)行 Demo-2 任務(wù)的獵鷹9號(hào)火箭等待發(fā)射 2012年5月25日，SpaceX 的龍飛船執(zhí)飛 NASA 的物資任務(wù)，成為首個(gè)登陸國(guó)際空間站的商業(yè)飛船。在那之前，只有各國(guó)政府下設(shè)官方航天機(jī)構(gòu)的飛船曾經(jīng)造訪過(guò)距離地表350千米的國(guó)際空間站。
但是 SpaceX 并不只聚焦于美國(guó)政府訂單（雖然它最主要的收入來(lái)自于政府合同），只要付得起在行業(yè)里并不算昂貴的發(fā)射費(fèi)用，SpaceX 愿意為任何人發(fā)射衛(wèi)星。它的客戶包括本國(guó)的企業(yè)，比如 Facebook（很遺憾炸壞了扎克伯格的衛(wèi)星）、銥星公司、地理測(cè)繪公司 Maxar，也包括外國(guó)政府和公司，比如哈薩克斯坦政府、泰國(guó)政府、土庫(kù)曼斯坦政府、歐洲公司 Eutelsat、亞洲衛(wèi)星控股、KT（韓國(guó)電信）、以色列公司 Spacecom 等。事實(shí)上，SpaceX 的私營(yíng)訂單和美國(guó)政府/軍事訂單的比例，幾乎達(dá)到1:1；其發(fā)射的其它公司載荷的次數(shù)，比自家的星鏈衛(wèi)星還要更多。本次 Demo-2 發(fā)射任務(wù)，將會(huì)是自2011年美國(guó)正式退役航天飛機(jī)的9年以來(lái)，美國(guó)宇航員首次在本土乘坐火箭進(jìn)入國(guó)際空間站。
兩名宇航員在 SpaceX 發(fā)射演示任務(wù)控制中心 當(dāng)然，這并不是2011年以后美國(guó)人首次乘坐本土生產(chǎn)的太空交通工具上太空。去年2月，五名宇航員乘坐私營(yíng)航天公司維珍銀河 (Virgin Galactic) 的 VSS Unity 飛機(jī)進(jìn)入了51.4千米高度的太空。
雖然這次飛行遠(yuǎn)未達(dá)到所謂的軌道高度，不過(guò)倒是比 NASA 認(rèn)證的太空起始點(diǎn)高了1.4千米。說(shuō)起私營(yíng)航天公司，人們往往會(huì)提起 SpaceX、維珍銀河、藍(lán)色起源等，但從發(fā)射經(jīng)驗(yàn)上來(lái)看，實(shí)際上很少有其它公司可以和 SpaceX 相提并論。
維珍銀河 (Virgin Galactic) 由維珍集團(tuán)創(chuàng)始人理查·布蘭森爵士于2004年創(chuàng)辦。從公司架構(gòu)上，維珍銀河是面向消費(fèi)者的品牌公司，技術(shù)研發(fā)公司則叫做 The Spaceship Company (TSC)，和另一家公司 Scaled Composites 合資開(kāi)發(fā)了維珍銀河目前所用的飛船。正如公司名稱所指，SpaceX（全名 Space Exploration）是一家太空探索公司，它能夠自主研發(fā)推進(jìn)器，并且已經(jīng)成功發(fā)射正規(guī)尺寸的運(yùn)載火箭和太空船，未來(lái)的目標(biāo)是登陸月球、火星，拓展載人宇航的邊界。維珍銀河更像是一家太空旅游公司，按照常用的界定方式，稱其為 spaceliner company。截至目前，該公司的機(jī)隊(duì)規(guī)模只有兩架，而且正如前述，只能進(jìn)行亞軌道飛行，也即沖出大氣層，到達(dá)不算太高的高度，畫出一個(gè)拋物線，再回到地球，無(wú)法執(zhí)飛軌道任務(wù)。你也可以說(shuō)這種只算觸到了太空的“皮毛”，不能算“真正”的太空飛行。同時(shí)，維珍集團(tuán)旗下還有一家小型衛(wèi)星公司，名叫維珍軌道 (Virgin Orbit)，業(yè)務(wù)比較有限，疫情期間還開(kāi)小差研制了一款呼吸機(jī)。以下是維珍銀河的太空飛機(jī)首次進(jìn)入太空的紀(jì)錄視頻，拍的非常美：藍(lán)色起源 (Blue Origin) 是另一家常被提起的私營(yíng)航天公司。創(chuàng)辦于千禧年，比 SpaceX 還早兩年，而且創(chuàng)始人也是科技業(yè)大佬，亞馬遜的老板杰夫·貝佐斯。不過(guò)，藍(lán)色起源發(fā)了幾枚火箭和登月概念車（這里的“發(fā)”，更多指的是發(fā)布，而不是發(fā)射……），實(shí)際業(yè)務(wù)并沒(méi)什么太大起色。該公司的發(fā)射經(jīng)驗(yàn)不算多，所有現(xiàn)役火箭型號(hào)都沒(méi)有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。藍(lán)色起源旗下?lián)碛行⌒涂苫厥栈鸺d具新謝潑德 (New Shepherd)，設(shè)計(jì)可以載人，八次無(wú)人測(cè)試，均成功發(fā)射、著陸和回收，；重型可回收火箭新格倫 (New Glenn)，2016年發(fā)布，對(duì)標(biāo) SpaceX 的獵鷹重型火箭，計(jì)劃2021年首次試飛。去年五月，藍(lán)色起源發(fā)布了斥巨資多年低調(diào)開(kāi)發(fā)的大型模塊化登月飛船藍(lán)月亮 (Blue Moon)，具有載人能力，計(jì)劃在2024年之前讓宇航員可以重返月球。人類首次登月已經(jīng)過(guò)去了半個(gè)世紀(jì)，為什么要重返月球？貝佐斯指出，不管人類想要去太空中的任何地方，月球都應(yīng)該成為第一站，成為人類太空活動(dòng)的基地。他說(shuō)的沒(méi)錯(cuò)，畢竟月球的引力更小，沒(méi)有復(fù)雜的大氣環(huán)境，比地球發(fā)射更容易，而且月球上存在大量可制成氫燃料的永凍冰。除了 SpaceX、維珍銀河、藍(lán)色起源之外，行業(yè)里還有一些不可小覷的私營(yíng)公司，比如：畢格羅宇航，成立于1998年，方向是民用空間站，或者可以說(shuō)是太空酒店（創(chuàng)始人 Robert Bigelow 是美國(guó)廉價(jià)酒店連鎖老板），以及商用空間站，用于接替原計(jì)劃于今年退役的國(guó)際空間站。該公司已經(jīng)成功發(fā)射兩枚空間站組件 1）創(chuàng)世一號(hào)，2006年發(fā)射，設(shè)計(jì)壽命5年，目前在近地軌道上；2）創(chuàng)世二號(hào)，2007年發(fā)射，設(shè)計(jì)壽命12年，目前仍在軌道； 火箭實(shí)驗(yàn)室 (Rocket Lab)，成立于2006年，總部在加州，在新西蘭擁有自己的發(fā)射基地。其開(kāi)發(fā)的輕型火箭電子號(hào) (Electron)，可以將最高150千克載荷發(fā)射到最高500公里的軌道，已經(jīng)執(zhí)飛過(guò)多次商業(yè)發(fā)射任務(wù)。
當(dāng)然，以及波音集團(tuán)旗下的波音綜合國(guó)防系統(tǒng)，目前和 SpaceX 共同作為 NASA 最大的發(fā)射載具承包商。
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