依賴俄羅斯八年!美國何時能重獲太空獨立?SpaceX 的試飛將打響獨立仗第一槍

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上一次美國太空人從本土進入太空,差不多已經是八年前的事了。2011 年,NASA 關閉了太空飛機項目 ( Space Shuttle Program ) ,並寄希望於私營企業,希望他們願意並且能夠繼續往前探索並取得巨大進步,並與自己合作,做到太空人往返於國際空間站以及其他潛在近地軌道的目標。

夢想終於快要照進現實。只是沒想到用了這麼久。

3 月 2 日,如果天公作美,SpaceX 公司 ( 太空探索技術公司 ) 終於要把第一艘宇宙飛船發射至太空。這艘宇宙飛船為載人設計,被稱為載人 ” 龍 ” 飛船,是 SpaceX 與 NASA 合作的商業太空員計劃 ( Commercial Crew Program ) 的一部分。不過這次試飛不包括太空人 ( Demo-1 計劃 ) 。如果一切順利的話,這將是 7 月份的載人試飛 ( Demo-2 計劃 ) 的前奏,屆時將有兩名太空人參加,最終將結束八年來美國在載人太空方面對俄羅斯的依賴。美國也將再次做到太空獨立。

菲爾 · 麥卡利斯特 ( Phil McAlister ) 是位於華盛頓特區 NASA 總部的商業太空發展主任。他說 :” 我心里五味雜陳,但我的感受不代表整個團隊。就我個人而言,興奮之餘,我也有些焦慮。”

美國為何會依賴俄羅斯 ?

在太空飛機項目正式關閉之前,NASA 就已經在考慮可能的替代項目了。2010 年,結束 ” 星座計劃 ” 及其人類探索月球的計劃後,歐巴馬政府決定將 NASA 的載人太空重點轉向發展太空發射系統 ( Space Launch System ) 和獵戶座載人飛船 ( Orion ) 。這將支持在本世紀三十年代將人類送上火星的總體目標。

當 NASA 專注於開發和測試新的深空探測技術時,它將進入近地軌道的需求轉交給私營企業,後者可以運送太空人往返於國際空間站,並在開發自己的技術時開發屬於自己的宇宙飛船。與此同時,NASA 與俄羅斯合作,幾年內通過從哈薩克斯坦發射的 ” 聯盟號 ” 飛船將太空人送入國際空間站。這是一個雙贏的局面。

2014 年,商業太空員計劃 ( CCP ) 正式誕生。NASA 與波音公司 ( Boeing ) 和 SpaceX 公司簽署合同,委托兩家公司開發和測試新的宇宙飛船,這種宇宙飛船要成本更低、效率更高、更安全,基本上可以作為太空飛機的替代品。當時,NASA 的商業再補給服務 ( CRS ) 項目已經取得了巨大的成功,通過該項目將國際空間站的貨物運輸需求外包給了 SpaceX 公司和軌道科學公司 ( 即後來的 Orbital ATK,最近被諾斯羅普 · 格魯曼公司 ( Northrop Grumman ) 收購 ) 。這是一次非常成功的合作,NASA 相信它也可以在載人太空方面效仿這一模式。

遺憾的是,商業太空員計劃實際上從誕生之初其任務就一直遭到推遲。最開始的目標是讓 SpaceX 和波音在 2017 年之前完成首次載人太空任務。但是兩年過去了,兩家公司甚至還沒有向軌道發射過無人太空器。SpaceX 公司將 Demo-1 計劃推遲到下個月似乎也是一如往常的拖延。另一邊,波音的目標是最早 4 月份進行首次無人試飛,並在夏末進行首次載人飛行。

與此同時,美國要想將太空人送入空間站的話,只能在 ” 聯盟號 ” 飛船上求得席位,這已經進入了第八個年頭。這樣做遠非和平可靠。在美俄兩國交惡期間,NASA 和俄羅斯太空總署也盡最大努力維持國際空間站的正常運行。但俄羅斯不再積極參與國際空間站後,美國去往太空的席位也因此大大減少,席位價格因此上漲,NASA 為此花費了數十億美元。計劃的推遲錯不在 SpaceX 和波音兩家公司 ( 商業太空員計劃早期國會沒有給夠資金支持,他們可以說是罪魁禍首。 ) 但是 NASA 已經感覺到了這些挫折帶來的影響:根據空間新聞報導,計劃的確定性是 NASA 選擇聯合發射聯盟公司 ( United Launch Alliance ) 而不是 SpaceX 來執行 ” 露西 ” ( Lucy ) 任務的一個因素,” 露西 ” 任務將於 2021 年 10 月發射,用來探索木星附近的特洛伊小行星。 ( SpaceX 對此提出抗議,認為自己能以更低的價格發射 ” 露西 “。 )

歸根結底,美國人進入國際空間站已經落到了危險又昂貴的境地。NASA 通過俄羅斯進入國際空間站的計劃實際上將於 9 月份結束,因此任何進一步的推遲都可能意味著美國將在一段時間內完全無法進入國際空間站。

為什麼會這麼久 ?

麥卡利斯特不同意這種說法。他認為雖然在外界看來,這個項目總是延遲,讓人等了又等,但是幕後工作人員之間的氛圍親切又平靜。他說 :” 回顧過去,看下開發載人太空需要的硬件花的時間,你就會覺得其實商業太空員計劃的開發周期還算短的。我知道我們已經推遲了幾次計劃,所以人們可能會想,‘哦,他們怎麼花了這麼長時間,’但是 …… 我們在 2014 年 9 月才簽訂了合同。四年後,我們就開始計劃第一次試飛,對這個宏偉的計劃來說,這真的不算長。”

的確,雖然載人 ” 龍 ” 飛船看起來只是 ” 龍 ” 飛船的載人升級版,但是它得為載人太空飛行做好準備——而這需要時間。公司必須設計出安全舒適的座椅、逃生系統、窗戶、儀表盤供太空員使用控制,而且要做的又不止這些。

從 NASA 的角度來看,延遲也是意料之中的事。” 一般來講,” 麥卡利斯特說道,” 在航空太空行業,我們傾向於提前制定積極的時間表。” 積極的時間表將為團隊提供動力,激勵其高效工作,並在遇到阻礙和挑戰時留出了充足的調整時間。這種理念也解釋了為什麼 NASA 經常推遲最後期限。麥阿利斯特和他的團隊灌輸的文化,想是受到了已故加州大學洛杉磯分校 ( UCLA ) 的籃球教練約翰 · 伍德 ( John wood ) 的啟發,他曾說過 :” 動作要快,但是也不要著急。”

就連今年,雖然是到了試飛之年,但是也無法保證能按計劃進行試飛。麥卡利斯特說:” 明年可能是最艱難的一年。我們將面臨一些需要解決的問題。每次發射都會有相關風險。”

這值得嗎 ?

那就取決於你怎麼看了。毫無疑問,從長遠來看,載人 ” 龍 ” 飛船和 ” 星際客機 ” ( Starliner ) 都將成為成本低廉的飛行系統。太空飛機的平均發射成本約為 4.5 億美元,而這兩艘新飛船的成本都不會如此高昂。尤其是 spacex 的載人 ” 龍 ” 飛船,因為 spacex 在證明可重復使用火箭的可行性方面的工作很出色。” 獵鷹 9 號 ” 火箭 ( 將搭載載人龍飛船進入太空 ) 每次的發射成本僅為 6200 萬美元。太空人發射應該也不會高多少。

此外,這兩種宇宙飛船的安全系統將比太空飛機和其他以前的太空飛行系統好得多。兩者都利用 ” 推桿逃生系統 ” 來啟動中止序列。在這種情況下,由於異常需要中止的話,系統會將太空器推離大功率發動機,而不是拉動它們,所以在乘員艙返回地球時,仍然有一個推進系統用於操縱和調整高度。

最後,商業太空員計劃的施行方法意味著 NASA 不必依賴單一的發射供應商來滿足其需求。” 我認為對 NASA 來說這將帶來巨大好處。” 麥卡利斯特說。對於政府來說,重要的一點是不要把寶都壓在一個系統身上。

最近發射往國際空間站的 ” 聯盟號 “MS-10 在飛行中途中止,印證了這一點。俄羅斯 ” 聯盟號 ” 飛船是最安全的載人飛船之一,數十年來,已經在軌道上成功發射了數百次。” 即使有這麼多年的飛行經驗,這次還是失敗了,” 麥卡利斯特說,” 如果你只依賴一家供應商 …… 那真的會增加風險。” 當一家公司遇到問題時,如果這時有多家供應商,就意味著有多種選擇。

每個美國人都急切盼望著美國重新獲得太空獨立,而商業太空員計劃的成功可能不僅僅局限於國際空間站任務。如果 Demo-1 計劃進展順利,接下來的飛行也能夠成功將太空人送入太空並返回地球,NASA 很可能會開始詢問,它是否能夠將這種合作關係擴展到太空飛行的其他領域,並將這些技術用於其他方面。NASA 已經開發了自己的太空飛行系統,用於未來前往月球、火星以及其他可能的地方,但可以肯定的是,未來版本的載人龍飛船 ( 一種為深空任務設計的飛船 ) 可以在這些計劃中發揮作用。現在,讓我們一起希望下個月的發射順利進行吧。

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