如果火箭發(fā)射失敗，宇航員該如何逃生？

今天五月份，SpaceX設(shè)計制造的載人龍飛船搭載獵鷹九號火箭發(fā)射升空，帶著兩名宇航員道格·赫爾利和鮑勃·本肯奔向國際空間站。一時間，全球媒體爭相報道。但是，一些精明的看客可能已經(jīng)在飛船發(fā)射時注意到，載人龍飛船的頭錐頂部沒有傳統(tǒng)的發(fā)射逃逸塔（LES）。

那么，假如載人龍飛船發(fā)射失敗的話，機上的宇航員們還有機會逃生嗎？其他商業(yè)航天器又采用了怎樣的發(fā)射逃逸系統(tǒng)呢？

中止發(fā)射！

發(fā)射逃逸塔最早由美國的機械工程師馬西姆·費格特設(shè)計，并自上世紀(jì)六十年代以來使用至今。發(fā)射逃逸塔需要借助逃逸火箭（通常使用固體推進劑）快速將飛船推離即將爆炸的運載火箭。隨后，逃逸火箭將飛船帶到可通過降落傘降落的安全高度，最后再分離載人艙。

雙子座計劃沒有使用發(fā)射逃逸塔，而是采用了一個爭議比較大的彈射座椅系統(tǒng)。該系統(tǒng)會在緊急情況下將宇航員從推進器上彈出。但是，水星計劃和阿波羅計劃的宇航員，以及俄羅斯的聯(lián)合號和中國的神舟系列，都更加信賴發(fā)射逃逸塔。

SpaceX的載人龍飛船并未使用分離式的發(fā)射逃逸系統(tǒng)，而是將緊急逃生引擎直接內(nèi)置在飛船中，以便隨時逃離潛在危險。

SpaceX：載人龍飛船逃逸系統(tǒng)

伊隆·馬斯克的太空公司SpaceX擁有令人嘆服的創(chuàng)新能力。在意識到載人飛船必須具備一個逃生系統(tǒng)后，SpaceX決定在發(fā)射逃逸系統(tǒng)上另辟蹊徑。載人龍飛船的飛船船體自帶八個SuperDraco引擎，且這八個引擎都未使用外部塔架。

另一個創(chuàng)新是，SuperDraco引擎使用的是液體推進劑，與固體推進劑相比，會更加可控。這些可存儲的穩(wěn)定液體推進劑實為自燃劑一甲基肼和四氧化二氮，后者起到氧化劑的作用。這些推進劑無需外部點火源。兩種自燃燃料接觸后會自動點燃，進一步簡化了引擎的設(shè)計——以及至關(guān)重要的是，可以讓發(fā)動機自己重新啟動。

事實證明，使用自燃燃料的引擎非?？煽浚ò⒉_服務(wù)艙的引擎使用自燃燃料，登月艙的下降和上升引擎也使用的是自燃燃料）。為了證明該燃料也可用于載人龍飛船的載人飛行，SpaceX在2020年1月19日對他們的飛船進行了一次全面的發(fā)射中止測試，故意在發(fā)射過程中摧毀了一枚獵鷹九號火箭。

藍(lán)色起源：新謝潑德號和新格倫號逃逸系統(tǒng)

藍(lán)色起源是另一家私人太空公司，由亞馬遜創(chuàng)始人杰夫·貝索斯投資創(chuàng)辦。雖然發(fā)展不及SpaceX，但藍(lán)色起源取得的進展仍不可忽視。該公司目前有兩架飛船正在研發(fā)中：亞軌道運載火箭新謝潑德號和軌道運載火箭新格倫號。

藍(lán)色起源的新謝潑德號飛船在2016年測試其逃逸系統(tǒng)。該系統(tǒng)內(nèi)置于飛船中。新格倫號預(yù)計也會采用相似的系統(tǒng)。

如果在發(fā)射過程中發(fā)生緊急情況，新謝潑德號將使用一個小型固體火箭發(fā)動機，將載人艙推離火箭推進器。這個小型固體火箭發(fā)動機位于載人艙下方，由Aerojet Rocketdyne設(shè)計并測試成功。接著，在逃生時，載人艙可通過推力矢量控制系統(tǒng)進行操縱。一旦威脅清除，載人艙將會打開降落傘，以確保安全著陸。新格倫號飛船仍在研發(fā)中，但預(yù)期會使用一個和新謝潑德號上相似的逃逸系統(tǒng)。

波音：CST-100星際航線逃逸系統(tǒng)

世界上最大的民用和軍用飛機制造商之一波音公司在過去幾年中一直在研發(fā)自己的商用航天器系統(tǒng)——CST-100星際航線。雖然SpaceX和藍(lán)色起源開拓了一些新的設(shè)計思路，但星際航線在外觀上似乎走起了“復(fù)古風(fēng)”，和阿波羅飛船指令艙有點相似。而阿波羅指令艙的設(shè)計已經(jīng)得到驗證。

不過波音的星際航線也沒有使用傳統(tǒng)的發(fā)射逃逸塔，這倒是和SpaceX以及藍(lán)色起源一致。

與這一方案相反的是，星際航線的船體采用了四個液體燃料發(fā)射中止引擎。這四個引擎一起工作時，可以產(chǎn)生16萬磅的巨大推力。

它們與飛船的軌道操縱和姿態(tài)控制（OMAC）推進器協(xié)同工作，有助于正確定位載人艙，并使其在發(fā)射中止過程中保持穩(wěn)定。

一旦脫離推進器，服務(wù)艙和載人艙將分離，接著降落傘打開。在軟著陸前，飛船還會釋放掉隔熱罩，并給外部安全氣囊充氣。

維珍銀河由英國億萬富翁理查德·布蘭森創(chuàng)辦。這家公司將人類送進太空的方式十分與眾不同。

這是一個全新的系統(tǒng)：一架地面起飛的母艦（白騎士二號）將子飛船（太空船二號）送到大約15000米的高度，然后將其釋放；釋放的太空船二號隨后點燃自己的火箭引擎，繼續(xù)攀升到亞軌道太空，最高飛行高度約110公里。

但是在2014年10月31日，維珍銀河的第二代航天器VSS Enterprise在脫離母艦并點燃自身火箭引擎之后突然解體。事故原因為制動系統(tǒng)過早部署，最終導(dǎo)致航天器在飛行過程中解體。

機上飛行員彼得·希博爾德在不低于15000米的高空從即將解體的飛船上被彈出。彈出時，希博爾德僅穿著一件飛行服。幸運的是，在以超音速自由下落了一會之后，他成功地打開降落傘返回地面。盡管身受重傷，但希博爾德還是活了下來。他的副駕駛員邁克爾·奧爾斯伯里就沒那么幸運了。

目前，維珍銀河尚未公開披露未來商用太空旅行的緊急逃生方案。

內(nèi)華達(dá)山脈：追夢者太空飛機逃逸系統(tǒng)

美國商業(yè)航天內(nèi)華達(dá)山脈公司目前正在研發(fā)追夢者太空飛機。這是一架可重復(fù)使用的升力體太空飛機，與著名的波音X-20 Dyna Soar有些相似。根據(jù)工程師的設(shè)計，追夢者可在Atlas V或Vulcan-Centaur火箭頂部垂直起飛。

目前，該太空飛機計劃使用的發(fā)射逃逸系統(tǒng)的具體信息尚未確定。但是，有人推測該逃逸系統(tǒng)或許和NASA的HL-20太空飛機上使用的系統(tǒng)相似。HL-20使用集成的固體火箭發(fā)動機，以在緊急情況下，快速逃離危險的火箭推進器。但追夢者的逃逸系統(tǒng)又和基于降落傘的系統(tǒng)不太一樣。追夢者的逃逸系統(tǒng)使用自身的空氣動力形狀，可在附近的跑道上滑行降落。

解決方案不止一種

值得一提的是，基于塔架的發(fā)射逃逸系統(tǒng)通常需要在載人艙頂部安裝一個所謂的推進保護罩。然而，這個保護罩會在發(fā)射時限制宇航員的視線，一直到保護罩被釋放。一般保護罩會在發(fā)射確認(rèn)安全、塔架移除后釋放。而SpaceX、藍(lán)色起源以及波音等公司使用的集成逃逸系統(tǒng)則不會要求在航天器頂部安裝這種保護罩。

這些不同的發(fā)射逃逸系統(tǒng)表明，航天器緊急逃生系統(tǒng)的設(shè)計沒有一個所謂的“最佳”方案。所有這些設(shè)計的思路都十分簡單，就是為了讓宇航員盡快逃離墜落的火箭推進器，然后安全地返回地面。

需要說明的是，文中提到的所有商用航天器仍處于試驗階段——盡管載人龍飛船即將開始執(zhí)行NASA的首個正式任務(wù)。在任何發(fā)射過程中，尤其是在載人試驗飛船的發(fā)射過程中，一個值得信賴的逃生方案必不可少。

NASA宇航員尼克·海格和俄羅斯宇航員阿列克西·奧夫金寧在2018年的親身經(jīng)歷可以充分證明這一點。當(dāng)時，由于飛行過程中火箭二級推進器解體，他們乘坐的聯(lián)合號MS-10不得不中止發(fā)射。好在，他們船艙內(nèi)的發(fā)射逃逸系統(tǒng)及時激活，并圓滿完成使命：拯救宇航員的生命。

因此，盡管火箭有時候可能會掉鏈子，但發(fā)射逃逸系統(tǒng)永遠(yuǎn)不會。
責(zé)編AJX