NASA/SpaceX的Demo-2发射:人类太空飞行的新时代

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演示-2美国航天局宇航员Bob Behnken+Doug Hurley

近十年来首次从美国本土发射的载人航天飞行将于本周进行。美国宇航局宇航员罗伯特·本肯和道格拉斯·赫尔利将搭乘SpaceX公司的“龙”号宇宙飞船,搭乘猎鹰9号火箭从佛罗里达州的肯尼迪航天中心升空。宇航员将与国际空间站对接至少一个月,然后返回地球。

历史性的Demo-2任务标志着美国航天事业进入了一个新时代。作为美国航天局商业机组计划(CCP)的一部分,Demo-2飞行试验是SpaceX在载人飞行开始前的最后一个重要里程碑,从预计今年晚些时候执行的Crew-1任务开始。这项计划也与美国宇航局传统的任务运作方式有着重大的不同,它采用的是公私合作模式,而不是传统的国有战略。

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演示-2宇航员Bob Behnken+Doug Hurley 2(裁剪2)
2020年1月17日,在佛罗里达州的肯尼迪航天中心,美国航天局宇航员Bob Behnken(左)和Doug Hurley穿着SpaceX宇航服,穿过连接发射塔和SpaceX Crew Dragon航天器的乘员通道臂进行彩排。(图片来源:NASA/SpaceX)

美国载人航天飞机升空

尽管近年来美国的发射活动呈指数级增长,最显著的原因是SpaceX等新商业实体的进入,但这些任务主要是将货物和有效载荷送入轨道。载人发射引入了必须在计划中考虑的额外技术复杂性,并为确保任务成功增加了无法量化的风险。

“它的核心是,你要对两个有家庭的人的生命负责,”航天和安全部门的高级项目工程师Amy Misakonis说。因此,车辆内部的技术系统需要发挥作用。中止系统,环境控制,生命维持系统,灭火系统,降落伞——当你有宇航员在宇宙飞船上时,这些事情就更重要了。你需要让所有这些事情每一次都顺利进行,这样船员们才能安全回到他们的家人身边。”

演示-2任务的目标是评估和验证“巨龙”号机组的运输系统,包括发射台、火箭、航天器和作战能力。DM-2任务的成功完成,将为美国航天局第一次搭载Crew-1的载人发射开辟道路,该次发射将向国际空间站发射6名宇航员,进行标准的6个月轮换。一号机组的最大持续时间可达210天,几乎是二号机组119天的两倍。

米萨科尼斯说:“我们希望看到的是二号火箭和宇宙飞船的性能,并确保一切都符合我们所有模型的预期,这样我们就可以在完成认证任务后继续前进。”“我们确实有认证活动,我们需要在地面上完成,然后才能进入宇航员1号。但对于这次演示任务,我们只是想确保一切都像我们预期的那样进行。”

Demo-2 Falcon 9 Crew Dragon(调整大小)
“巨龙”号将搭载Behnken和Hurley乘坐“猎鹰9号”火箭,从美国本土返回空间站,这是自2011年航天飞机项目结束以来的首次。(图片来源:NASA/SpaceX)

太空飞行的新时代

NASA通过商业合同利用公私伙伴关系的决定,也改变了更广泛的太空领域的模式。随着技术创新的进步,降低了成本,降低了进入太空的门槛,这也为航天局提供了更多的选择。对于CCP来说,NASA已与SpaceX和波音(Boeing)结成伙伴关系,这两家公司都是按照固定价格合同运营的,有一些里程碑需要完成。

“在商业机组模式下,我们有一套标准的要求,每个人都按照相同的要求工作,但两个供应商都选择自己的方法,”航空航天高级项目工程师迈克·格雷比尔说。“因此,与SpaceX合作和与波音合作在NASA方面是截然不同的。对我们来说,重要的是了解我们的供应商打算如何满足这些要求,然后考虑到业主如何选择满足这些要求,努力履行适当的政府角色,以便在该角色中进行沟通和调解。”

航空航天公司在多个方面为CCP提供支持,包括安全与任务成功支持(S&MA)、飞行准备验证、需求认证和硬件监视,以确保制造过程的质量。格雷比尔领导了航空航天公司在太空评估过程中的早期工作,为项目的提供者识别高风险区域。

“我们不会对他们一视同仁,因为他们各自的公司和完成任务的方法不同,”肯尼迪航天中心航空航天人类探索和太空飞行部门的系统主管乔恩·科沃特(Jon Cowart)说。“我们不必平等地对待他们,但我们必须平等地对待他们。我想你们已经在这个模型中看到了两个极端公司如何处理这个业务。对NASA来说,看到这两种方式并适应这两种方式是件好事。我喜欢这两个合作伙伴,因为他们把我们拉向不同的方向,为了与他们合作,我们已经开放了我们的思维。”

通过利用商业合作伙伴关系和现有的运载火箭,美国航天局能够更好地避免成本超支和缩短开发时间,同时能够为其项目获得更广泛的创新。实质上,美国宇航局可以根据商业伙伴的需求,通过他们的商业伙伴租用游乐设施,而不必自己出资、建造和管理整个过程。

格雷比尔说:“商业机组人员完全专注于让我们的机组人员安全返回国际空间站的任务。”。“但是当你看到国家太空政策和美国宇航局新的雄心勃勃的目标时,不管你是在谈论月球表面,月球门户,还是延伸到火星之外,如果你是计划如何实现我们的目标的任务规划者,有公司被证明可以让宇航员安全到达狮子座并将他们带回地球表面如果你要进行一次月球战役或火星战役,这些能力是你想要的,如果你想快速行动的话。”

Demo-2 Crew Dragon(调整大小)
在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地,SpaceX团队的“龙”号飞船正在进行最后的处理,为演示-2的发射做准备。(图片来源:NASA/SpaceX)

对太空未来的影响

亚特兰蒂斯号航天飞机于2011年7月执行最后一次任务,这是美国最后一次将人类送入太空。从那时起,美国的太空计划不得不依靠外国太空机构进行载人航天飞行,主要是俄罗斯的联盟号。

Misakonis说:“中国共产党的成功将真正改变整个行业的游戏规则。”。“如果我们能够从自己的土地上发射,不仅可以节省巨大的成本,而且我们能够在需要的时候发射,以及如何发射,以保持空间站的运行。不仅如此,这可能会给整个行业带来革命性的变化。这将是我们第一次向非政府机构派遣人员。我认为它将真正开辟一个全新的行业,就像我们现在看到的那样。”

从美国本土高效地发射载人航天飞机的能力,也对更广泛的领域产生了重大影响。人类进入轨道的更可行选择可以加速空间的民主化,为政府航天机构和私营公司的创新开辟新的道路。

“这可能是巨大的。我们以前的模型,在某种程度上,现有的模型都非常昂贵,无法进入近地轨道。”考阿特说。他说:“首先,这是那些有能力做这些事情的国家的责任。现在,随着价格下降,我们像美国政府培育早期铁路产业和早期航空产业那样培育这个年轻的产业,这可能是一个起点,最终可以起飞。”

航天系统主管乔恩·考尔特讨论了从美国本土发射太空X的重要性。CNN提供的剪辑。

更新:由于恶劣的天气条件,NASA/SpaceX的Demo-2发射被取消。下一次发射机会是东部时间5月30日星期六下午3:22(太平洋时间下午12:22)。通过NASA的Livestream频道观看下面的发射。