人類航天歷史迎來重要一步，首次商業(yè)載人飛行成功

人類航天歷史迎來重要一步，首次商業(yè)載人飛行成功。

北京時(shí)間5月31日凌晨3點(diǎn)22分，美國東部時(shí)間5月30日15點(diǎn)22分，馬斯克創(chuàng)辦的民營航天公司——SpaceX，與NASA（美國國家航空航天局）一道，在美國佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心的39A發(fā)射臺，用SpaceX的獵鷹9號火箭（Falcon 9）和龍載人飛船（Crew Dragon）將兩名NASA的宇航員Doug Hurley和Bob Behnken送入太空。

這次載人航天任務(wù)，被稱為獵鷹9號火箭龍載人飛船二次測試任務(wù)（Falcon 9’s launch of Crew Dragon’s second demonstration ，Demo-2），宇航員進(jìn)入太空后，會搭乘龍飛船前往國際空間站，完成相關(guān)的任務(wù)后，兩位宇航員則將繼續(xù)乘坐龍飛船返回地球。

本次發(fā)射任務(wù)原計(jì)劃在北京時(shí)間5月28日凌晨執(zhí)行，但當(dāng)日由于天氣條件不樂觀，NASA和SpaceX方面取消了發(fā)射任務(wù)，并轉(zhuǎn)由今日發(fā)射。

本次載人航天發(fā)射任務(wù)意義重大，在全球范圍內(nèi)受到了廣泛關(guān)注。

對SpaceX來說，這是其成立近20年來首次執(zhí)行航天產(chǎn)業(yè)中最艱巨、技術(shù)難度最高的載人航天任務(wù)，意味著其航天技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新的突破，發(fā)展到了一個(gè)新的階段，受到了NASA乃至美國官方的完全認(rèn)可。

對美國來說，這是自2011年來，首次由美國公司，或者說美國火箭、以及在美國本土進(jìn)行的載人航天發(fā)射。美國的媒體和民眾都非常自豪與激動(dòng)，NASA和SpaceX更是在直播中，將這次發(fā)射稱為Launch America（美國發(fā)射）。全球有數(shù)百萬人在觀看直播，或是在社交網(wǎng)絡(luò)上參與相關(guān)話題的討論，同時(shí)美國總統(tǒng)特朗普也抵達(dá)現(xiàn)場觀看發(fā)射進(jìn)程。

▲特朗普到場觀看發(fā)射儀式（右一）

對全人類來說，這是第一次由民營航天公司將宇航員送上太空的項(xiàng)目，證明了載人航天——這項(xiàng)此前只有國家級力量才能實(shí)現(xiàn)的工作，也可以被民營企業(yè)實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)作，未來私人太空旅行將成為可能。

這對于促進(jìn)美國乃至全球民營航天事業(yè)發(fā)展，促進(jìn)人類航天事業(yè)繼續(xù)向前突破，都起到了重要的激勵(lì)作用。

首次商業(yè)載人航天飛行實(shí)現(xiàn)

歷程一波三折

2002年，航天愛好者馬斯克創(chuàng)辦了SpaceX太空探索公司——這也是全球首家民營的航天業(yè)務(wù)公司。SpaceX致力于研發(fā)可重復(fù)使用的火箭和飛船來降低成本，以實(shí)現(xiàn)人類星際旅行，以及移民其他星球的夢想。

SpaceX成立之后，NASA逐步減少了發(fā)射任務(wù)，轉(zhuǎn)而將一些發(fā)射衛(wèi)星、向國際空間站的工作以商業(yè)合同的形式交給SpaceX來做，訂單金額達(dá)到了十幾億美元。該公司也進(jìn)而借助這些生意，逐漸發(fā)展壯大，研發(fā)出了獵鷹9號、獵鷹重型等多款火箭，以及名為Starship的太空飛船，目標(biāo)是在地球、月球、火星之間進(jìn)行航行。

雖然拿到了很多訂單，但SpaceX一直都是用火箭往太空送衛(wèi)星或是貨物，從未進(jìn)行過載人航天飛行。

▲SpaceX獵鷹9號火箭

2010年初，NASA正式?jīng)Q定將日漸老化的航天飛機(jī)全部退役。2011年7月21日美國“亞特蘭蒂斯”號航天飛機(jī)于美國東部時(shí)間21日晨5時(shí)57分(北京時(shí)間21日17時(shí)57分)在佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心安全著陸，結(jié)束其“謝幕之旅”，這寓意著美國30年航天飛機(jī)時(shí)代宣告終結(jié)。

在過去的9年中，所有的美國宇航員都是在哈薩克斯坦乘坐著俄羅斯的火箭前往國際空間站，但要支付高昂的“車票錢”。NASA因此也在與SpaceX進(jìn)行密切合作，希望以更低的成本將宇航員送入太空。

時(shí)至2020年，這一愿望終于得到實(shí)現(xiàn)。據(jù)外媒報(bào)道，本次發(fā)射中，龍飛船的每個(gè)座位“票價(jià)”雖然高達(dá)6000萬美元，但也仍然比乘坐俄羅斯的飛船少了3000萬美元，可謂極具性價(jià)比。

與此同時(shí)，選擇SpaceX的載人航天服務(wù)，也激起了美國人民的國家自豪感。畢竟這是自2011年以來，首次由美國公司在美國的土地上，使用美國的火箭，進(jìn)行載人航天活動(dòng)。

在對SpaceX和美國有特殊含義之外，本次發(fā)射活動(dòng)最重要的意義在于開創(chuàng)了商業(yè)載人航天的新時(shí)代。

本次發(fā)射活動(dòng)完成后，意味著SpaceX的載人發(fā)射能力真正得到了驗(yàn)證，其后續(xù)也可以進(jìn)行更大規(guī)模的商業(yè)載人活動(dòng)，讓宇航員之外的普通人，也有了乘坐宇宙飛船上天的機(jī)會。

據(jù)外媒報(bào)道，SpaceX此前就表示，已經(jīng)有個(gè)人消費(fèi)者表達(dá)了對乘坐龍飛船進(jìn)行太空旅行的興趣，并且目前已經(jīng)銷售出了4張“機(jī)票”，2021年這些個(gè)人消費(fèi)者將乘坐飛船進(jìn)行太空旅行。

中國有句古語叫做好事多磨，對這次發(fā)射任務(wù)來說，也是一波三折。

本次發(fā)射任務(wù)原計(jì)劃在北京時(shí)間5月28日凌晨執(zhí)行，但就在發(fā)射任務(wù)執(zhí)行之前，據(jù)美國媒體報(bào)道，美國時(shí)間2月28日，SpaceX的星際飛船（Starship）原型SN1在位于德克薩斯州南部進(jìn)行壓力測試時(shí)發(fā)生爆炸。

▲Starship原型SN1爆炸

網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布的視頻顯示，當(dāng)時(shí)SN1原型正在進(jìn)行液氮壓力測試，發(fā)射升空后，油箱爆裂，SN1爆炸后墜落——這是第一折。

北京時(shí)間5月28日凌晨，距離預(yù)定發(fā)射時(shí)間還有10多分鐘的時(shí)候，NASA和SpaceX方面宣布，由于天氣原因，取消發(fā)射——這是第二折。

到了北京時(shí)間5月30日，這次載人航天項(xiàng)目將進(jìn)行第二次發(fā)射，但在當(dāng)天上午，外媒又報(bào)道稱SpaceX的Startship的第四臺原型機(jī)在德州測試時(shí)發(fā)生爆炸，又給本次載人航天發(fā)射項(xiàng)目蒙上了一層陰影——這是第三折。

不過值得慶幸的是，盡管今天凌晨1：40分左右發(fā)射現(xiàn)場天氣狀況仍在下雨，但好在很快雨過天晴，發(fā)射項(xiàng)目一切順利，獵鷹9號和龍飛船載著兩位宇航員順利升空。

宇航員與家人溫情送別

特斯拉充當(dāng)擺渡車

本次載人航天活動(dòng)直播在北京時(shí)間5月30日11點(diǎn)正式開始，發(fā)射前4小時(shí)，宇航員在NASA位于佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心穿上宇航服，并進(jìn)行裝備測試。兩位宇航員更換宇航服的地點(diǎn)正是50多年前，阿姆斯特朗、奧爾德林和柯林斯穿上太空服的房間。

在這個(gè)房間內(nèi)，多名NASA的工作人員會讓宇航員坐在與載人飛船一致的座椅上，然后對宇航服進(jìn)行充氣，以檢查宇航服是否有泄露的情況。同時(shí)，工作人員還會檢查其通訊設(shè)備。

▲兩位宇航員在工作人員的協(xié)助下調(diào)整宇航服

Doug Hurley和Bob Behnken分別是前美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的試飛員和空軍試飛工程師，擁有豐富的飛行經(jīng)驗(yàn)，隨后被NASA征召為宇航員，兩人分別進(jìn)行過載人飛行任務(wù)。鑒于人們對宇航員安全問題的擔(dān)憂，這兩位宇航員在5月1日向記者表示，他們認(rèn)為乘坐龍載人飛船的危險(xiǎn)系數(shù)要比大型航天飛機(jī)小。

▲Doug Hurley（左）和Bob Behnken（右）

在上述進(jìn)程結(jié)束之后，美國宇航局局長Jim Bridenstine與兩位宇航員進(jìn)行了數(shù)分鐘的交流。

此次發(fā)射現(xiàn)場并沒有見到SpaceX和特斯拉的創(chuàng)始人馬斯克的身影，但在第一次測試發(fā)射時(shí)，馬斯克曾身著黑色皮鞋西裝，戴著黑口罩，與兩位宇航員進(jìn)行交談并合照。要知道，馬斯克在特斯拉的發(fā)布會上，很多時(shí)候都是上身西裝下身牛仔褲+耐克運(yùn)動(dòng)鞋，可見其對這次發(fā)射任務(wù)的重視程度之高。

▲馬斯克與兩位宇航員進(jìn)行交談

在穿著宇航服并進(jìn)行檢測后，兩位宇航員走出建筑物大門，乘坐車輛前往肯尼迪航天中心的發(fā)射臺。

有兩個(gè)小細(xì)節(jié)值得關(guān)注。

一是宇航員乘坐的車輛，從此前NASA常用的銀色中巴車，換為了特斯拉的Model X，一下就讓這個(gè)過程顯得非常具有現(xiàn)代感，甚至是具有未來感。

▲宇航員上特斯拉Model X汽車

第二，兩位宇航員在上車前，會跟家人進(jìn)行告別。兩位宇航員的妻子和孩子都到了現(xiàn)場，但是家人前有一根隔離線，并不會讓雙方進(jìn)行接觸，因此宇航員和家人，僅能在大概1米的距離上，不停的揮手打招呼，并做出擁抱和親吻的動(dòng)作，來進(jìn)行“隔空擁抱”。

在宇航員上車并關(guān)閉特斯拉Model X的鷹翼門后，宇航員的家人們才能站在窗戶前，近距離跟宇航員進(jìn)行告別。

整個(gè)過程充滿溫情。

▲宇航員與家人告別

龍飛船數(shù)字化水準(zhǔn)極高

可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛

告別與送行儀式結(jié)束后，在多臺警車，甚至還有一臺裝甲車的護(hù)衛(wèi)下，車隊(duì)從航天中心駛向發(fā)射場，路上不斷有更多的警車加入車隊(duì)護(hù)航，同時(shí)也有一些路人和媒體記者在路旁拍攝或送行。

▲護(hù)送宇航員到達(dá)發(fā)射臺的車隊(duì)

經(jīng)過大概10多分鐘的行程后，車隊(duì)抵達(dá)了發(fā)射臺。

兩位宇航員下車后直接乘坐電梯抵達(dá)發(fā)射架頂部，通過廊橋進(jìn)入了龍載人飛船內(nèi)部。

這是一個(gè)8.1米長，4米寬的子彈型太空艙，與1969年至1972年將美國國家航空航天局宇航員送入月球的“阿波羅”太空艙相似。最多可搭載4人進(jìn)入太空。

▲SpaceX Dragon Crew飛船的乘員艙

幾名地面工作人員幫助兩位宇航員就座、系好安全帶、連接并測試各類設(shè)備。在一切準(zhǔn)備就緒后，工作人員離開了飛船，艙門關(guān)閉。宇航員開始操作面前的三個(gè)屏幕，為飛行做準(zhǔn)備。

▲飛行員面前的操作屏幕

從此前NASA的載人飛行視頻中可以發(fā)現(xiàn)，載人飛船中有密密麻麻的按鈕需要操作，但在SpaceX的這個(gè)龍飛船中，宇航員主要面對三個(gè)觸摸屏即可，僅有少量的按鈕在屏幕下方。

從某種程度來說，這種設(shè)計(jì)理念與特斯拉Model 3還頗為類似。

NASA工作人員在直播中介紹，中間屏幕顯示的發(fā)射任務(wù)的關(guān)鍵步驟，包括目前進(jìn)行到哪一步，下一步要做什么等。兩側(cè)屏幕會顯示飛船的關(guān)鍵參數(shù)，包括氣壓、溫度等。

由此可見，龍載人飛船的數(shù)字化水平較此前的飛船有了大幅的提升。也難怪，SpaceX的工程師稱龍飛船是新一代的載人飛船。至少從數(shù)字化水準(zhǔn)上說，確實(shí)非常先進(jìn)。

以汽車為例，想要將中控臺大量的控制功能整合進(jìn)一個(gè)屏幕之中，需要對整車的電子電氣架構(gòu)進(jìn)行大幅改進(jìn)，包括將控制器數(shù)量減少并整合在域控制器內(nèi)，提升控制器之間的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等，相信龍飛船也是如此。

此外，NASA工作人員介紹稱龍飛船還具備自動(dòng)駕駛飛行能力，可以自己飛行，僅在特殊情況下才需要宇航員手動(dòng)駕駛。

數(shù)字化水平之外，載人飛行相較載物飛行，最大的區(qū)別在于對安全性的要求更高——畢竟人命關(guān)天。

在此前進(jìn)行的非載人測試（Demo-1）中，獵鷹9號和龍飛船成功與國際空間站進(jìn)行了對接，一切順利。但據(jù)美國科技媒體GeekWire報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月28日，SpaceX的星際飛船（Starship）原型機(jī)SN1在位于德克薩斯州南部進(jìn)行壓力測試時(shí)發(fā)生爆炸——表明航天活動(dòng)仍然具有較高的危險(xiǎn)性。

對于如何保證安全，馬斯克在接受采訪時(shí)表示，一方面是在過去幾年了做了數(shù)千次的各類測試。另一方面，獵鷹9號此前搭載龍載貨飛船，已經(jīng)往返國際空間站多次，經(jīng)驗(yàn)豐富。官方資料顯示，獵鷹9號已經(jīng)成功發(fā)射了83次。

“宇航員出發(fā)去發(fā)射臺前，我跟他們的家人進(jìn)行了溝通，我跟他們說，我會把他們安全帶回來?！瘪R斯克在周三說這句話時(shí)面色凝重，但卻也充滿自信。

當(dāng)然，龍飛船也設(shè)計(jì)了一套逃生方案。如果火箭發(fā)生故障，宇航員可以自行控制8個(gè)特殊的發(fā)動(dòng)機(jī)來操縱載人飛船，使其完成與獵鷹9號火箭分離，然后打開降落傘著陸。

這次載人飛行除了對美國意義重大之外，它也是人類歷史上首次商業(yè)載人飛行，SpaceX和NASA的目標(biāo)是讓載人飛行日后成為商業(yè)活動(dòng)。

NASA的一位官員也更是打趣稱，希望把湯姆克魯斯送上太空，演一部太空電影。馬斯克則表示，未來人們可以乘坐火箭去月球、火星，甚至是移民。

宇航員將登陸國際空間站

協(xié)助科研活動(dòng)

北京時(shí)間3點(diǎn)22分，在經(jīng)過了4個(gè)多小時(shí)的等待后，NASA最終下達(dá)了點(diǎn)火命令，一束濃厚的火焰從火箭底部噴涌而出，高溫火焰與發(fā)射臺噴射的冷卻水相遇后，激起大量水蒸氣，產(chǎn)生了一團(tuán)巨大的濃煙。

與此同時(shí)，獵鷹九號緩緩離開地面，駛向天空。十幾秒之后，火箭的速度越來越快，拖著一個(gè)巨大的橙色焰尾，沖上云霄，最后變成一個(gè)光點(diǎn)，駛離攝像機(jī)的鏡頭，沖入星辰大海。

▲火箭發(fā)射場景

大約在發(fā)射后2分40秒，獵鷹9號火箭的第一級助推器與飛船分離，自行飛回地球，最終降落在遠(yuǎn)離佛羅里達(dá)州海岸大西洋中提前安排好的無人船中。

▲第一助推器與飛船分離，并穩(wěn)穩(wěn)落在無人船的指定位置

在火箭的第二級助推器將飛船送至離地球400公里的預(yù)定軌道后，也與之分離。隨后飛船會緩慢地飛向國際空間站，并通過自身攜帶的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行位置調(diào)整，最終與國際空間站進(jìn)行對接。這個(gè)過程中，如果自動(dòng)?？肯到y(tǒng)出現(xiàn)問題，宇航員也可以進(jìn)行手動(dòng)控制。

▲第二助推器與飛船分離

外媒預(yù)計(jì)兩位宇航員將花費(fèi)19小時(shí)在軌道上，并在對接前進(jìn)行約30分鐘的人工測試。然后，Crew Dragon會在對接兩小時(shí)后?？坎⒋蜷_艙口。

▲本次發(fā)射任務(wù)的流程圖，右側(cè)為國際空間站

載人飛行帶小玩具是外國宇航員的傳統(tǒng)，這次他們帶了一只小恐龍上天，還特別給它系了安全帶。當(dāng)玩具飄起來，就代表達(dá)到了零重力狀態(tài)。

▲小恐龍失重飄起來

連接完成后，宇航員會進(jìn)入國際空間站。外媒在報(bào)道中稱，本次任務(wù)要求兩名宇航員要在國際太空站中停留30~119天（1~4個(gè)月），NASA和SpaceX會確定宇航員停留的具體時(shí)間。

外媒報(bào)道稱，如果Hurley和Behnken安全到達(dá)太空站，他們除了要完成地面安排的任務(wù)外，還將為該站正在進(jìn)行的各種研究項(xiàng)目提供幫助，例如幫助研究有關(guān)火焰如何燃燒以及植物如何在太空中吸收水分等問題。

在今年1月，宇航員Christina Koch和Jessica Meir將一個(gè)冷原子實(shí)驗(yàn)室安裝在了國際空間站上，這表明宇航員也可以為太空科學(xué)研究做出貢獻(xiàn)。

當(dāng)在國際空間站的任務(wù)完成后，兩名宇航員將從國際空間站返回龍飛船，然后與國際空間站脫離，緩緩向地球方向下降，整個(gè)下降過程大約要持續(xù)兩天。

▲航天器對接國際空間站動(dòng)畫演示

▲下降過程動(dòng)畫演示

隨后，龍飛船的成員艙將與飛船的推進(jìn)艙分離，并以17000英里/小時(shí)（27000公里/小時(shí)）的速度沖入地球大氣層。

大氣層中顆粒的摩擦將會產(chǎn)生阻力來緩解它的下降速度，同時(shí)摩擦?xí)嵘渫獠繙囟取８魺嵴挚梢员Ｗo(hù)宇航員們免受極端溫度的影響，但飛船外殼就比較慘了，比如在“Demo-1”任務(wù)完成時(shí)，返回的乘員艙外觀看起來就像一個(gè)烤棉花糖。

乘員艙突破大氣層后，會打開4個(gè)Mark 3降落傘，然后緩緩落在佛羅里達(dá)海岸附近的大西洋上，搜救隊(duì)將在SpaceX的GO Navigator船只附近等待，以協(xié)助乘員艙離升海面，并帶領(lǐng)宇航員返回進(jìn)行檢查。

結(jié)語：人類邁入航天新時(shí)代

本次載人航天發(fā)射任務(wù)，在全球都引起了廣泛關(guān)注。

本任務(wù)除了是美國11年后首次進(jìn)行載人發(fā)射之外，更大的意義在于開創(chuàng)了人類的航天歷史——首次由民營公司進(jìn)行商業(yè)載人航天發(fā)射任務(wù)。

這也意味著，未來乘坐太空飛船進(jìn)入太空，將會成為一項(xiàng)商業(yè)活動(dòng)，沒有宇航員身份的普通人，也可以支付一筆費(fèi)用（數(shù)千萬美元）乘坐飛船進(jìn)入太空觀光。

此外，SpaceX作為商業(yè)航空的領(lǐng)軍企業(yè)，成功進(jìn)行載人航天發(fā)射后，也會激勵(lì)更多的民營資本與研發(fā)力量進(jìn)入到航天領(lǐng)域，對現(xiàn)在的以國家為主的研發(fā)探索體系提供補(bǔ)充，進(jìn)而促進(jìn)全球航天事業(yè)的發(fā)展。

未來，在太空和其他星球建立定居點(diǎn)、開采太空礦物、利用太空的零重力環(huán)境進(jìn)行種植與生產(chǎn)制造活動(dòng)等美好的愿望，將離人類越來越近。

而最重要的是，航天活動(dòng)將讓人類也將不再是單一星球生物——這就避免了因?yàn)楹藨?zhàn)爭或是行星碰撞造成人類滅絕的悲劇發(fā)生。

最后，祝愿兩位宇航員在太空一切順利！祝愿人類的航天事業(yè)能夠取得更多的進(jìn)展！也祝愿中國的民營航天公司，能夠取得更好的突破！