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《靈氣複蘇深海萬米之下》第190章 分配戰區
2020-01-0707:42:52【文/觀察者網專欄作者李會超】

在2019年即將結束時,中美兩國分別實施了對後續航天計劃開展起著重要作用的航天任務,而結果卻不大一樣——在經歷了挫折後,中國的長征5號火箭複飛成功,為空間站建設和月球和火星探測等探測任務打開大門。而被寄予厚望的星際客機(Starliner)則在飛行中出現了問題,未能實現與國際空間站的對接。

計時錯誤導致星際客機遭遇挫折

星際客機是美國商業載人航天計劃目前確定使用的兩種載人飛船之一,由航空航天業巨頭波音公司負責設計製造。對於為NASA製造航天器,波音公司並不陌生,但以往波音都是以NASA項目的承包商的身份參與到項目中來。而在商業載人航天計劃中,NASA采取定額的方式資助飛船研發,在研發成功後則按次采購飛行。整個飛船的設計製造過程由企業主導,知識產權由企業享有,研發成本也由企業自行控制。據NASA估計,由於企業研發飛船要自負盈虧,因此在成本控制方面將會花更多心思,從而能夠有效的降低NASA在載人航天方面的支出。

除了之前在地面附近進行過一次發射台終止試驗外,星際客機還沒有實際實施過太空飛行。因此,本次任務可以視作是星際客機的首飛。如果任務按照計劃實施,星際客機將在發射後與國際空間站對接並駐留一段時間,之後,她將與國際空間站分離並返回地面,整個任務為期8天。一切順利的話,本次飛行將為NASA提供星際客機飛船及發射它的火箭的實際飛行數據,完成星際客機飛行能力的驗證和安全性的考察,並未下一次真正的載人飛行做好準備。

星際客機太空飛行效果圖

發射CST-100飛船的是宇宙神-5火箭的N22構型。在這種構型中,火箭將使用兩個AJ-60A固體助推器,與裝備了俄羅斯製造的RD-180液氧-煤油發動機的芯一級共同提供起飛時的推力。火箭的第二級為“半人馬座”型上面級,具備在軌道上多次開關機和自主飛行的能力。由於星際客機飛船本身就采用了鈍頭體的外形設計,因此這種飛船可以直接安裝到火箭頂部,不會像我國的神舟飛船和俄羅斯的聯盟號飛船一樣,在飛船外附加整流罩。為了能在火箭出現意外時使發射安全終止、飛船能返回地面,火箭和上面級只會將飛船送到一條不能環繞地球一圈的亞軌道上。在升空31分鍾後,處於在亞軌道上的飛船將通過自身發動機輸出的動力調整軌道,進入近地軌道並執行計劃中的任務。

宇宙神-5火箭發射星際客機升空

然而,在本次任務中,飛船的發動機卻在錯誤的時間開機,使得飛船的軌道調整計劃完全被打亂。按照目前得到的信息,飛船上的計時器出現了問題,飛船沒能正確計算發射升空後的時間。如果將飛船的變軌看做是一次”課間休息“的話,飛船就好像一位手表沒有調準的同學,在還在上課時就飛奔出了教室。本來,作為”老師“的地面控制人員是有機會發現並修正問題的,遺憾的是當問題出現時,飛船正處在兩個”老師“換班的時段中,正從一顆中繼衛星的覆蓋區飛入另一個中繼衛星的覆蓋區。

地面人員回收著陸的星際客機飛船

當控制人員在終於發現問題並糾正時,飛船發動機已經消耗了過多的燃料,進入了錯誤的軌道,無法按照預定計劃與國際空間站對接。

不過,幸運的是這次錯誤的開機誤打誤撞的讓飛船進入了一條相對穩定的軌道。在發射兩天后,飛船按照指令正常完成變軌、開傘等動作,成功安全降落在白沙試驗場的預定著陸點。這也是除航天飛機外的美國載人飛行器第一次在陸地上著陸。無論是之前使用過的雙子座、阿波羅等載人飛船,還是SpaceX正在研發的載人型龍飛船,都是以海洋著陸為返回方式。美國載人航天複飛恐再拖延

無獨有偶,商業載人航天計劃中的另一種飛船——載人型龍飛船,在先前的測試中也發生了一次事故。在今年4月進行的地面靜態點火試驗中,龍飛船發生爆炸。這次靜態點火試驗的目的是為即將進行的發射中中止測試做準備。調查表明,一個閥門的失效使得飛船使用的四氧化二氮推進劑泄露,引發了爆炸。今年11月,SpaceX重新使用另一艘龍飛船進行了相同試驗並取得成功,表明問題已經得到解決。

正在進行靜態點火試驗的龍飛船

兩次事故都沒有對美國各自飛船的研發與使用產生毀滅性的打擊,在進行相關改進後,飛船項目仍能夠進行下去。然而,由於改進和繼續測試需要時間,被炸毀的飛船也需要重新建造,因此美國載人航天的複飛再次變得遙遙無期。在去年公布商業航天計劃首飛宇航員時,NASA計劃在2020年上半年甚至第一季度就能完成兩種飛船的首次實際載人飛行,從而恢復從地面往返國際空間站的能力。現在看來,由於故障和問題的出現,這個日程表恐怕很難被實際實現,美國將不得不繼續購買俄羅斯聯盟飛船的”船票”。除了要支付不菲的票款外,有時甚至還要受氣。在美俄關系之前出現緊張時,俄羅斯副總理曾威脅要拒載美國宇航員,並建議他們使用蹦床去往國際空間站。

對我們的啟示

在這兩種飛船遭受的挫折中,筆者認為我們可以得到如下的啟示:

首先,商業航天不是包治百病的靈丹妙藥。SpaceX等商業航天公司在一些項目上的成功,使一部分人產生了商業就是航天領域的大救星的幻覺,仿佛一切技術上的問題和挫折,只要把國家體制替換成商業體制,便能夠迎刃而解。

從這兩次事故看,商業航天公司也會在項目實施過程中遭遇問題,有些甚至是比較低級的問題。以波音公司本次飛行中為例,星際客機的創舉和技術挑戰是在陸地上實施軟著陸,這是美國以往的飛船都未曾實現過的。然而,問題恰恰不是出現在著陸階段,而是出現在發射入軌階段,問題的原因目前看也是低級的計時錯誤。雖然商業航天可能有著成本控制較好、經營靈活多樣、未來可能能夠讓航天創造商業價值等潛在優勢,但在技術發展過程中,商業航天也要遵循航天器開發的一般規律,沒有什麽特殊之處。

此外,把已經實現的事情重新做一遍並不是順理成章就能夠成功的事情。美國早在上世紀六十年代就已經掌握了進入近地軌道及交會對接等技術。在使用航天飛機飛往和平號空間站與國際空間站期間,與空間站對接更是航天飛行中的家常便飯。可以說,星際客機就是把他們的前輩所做過的事情自己重新做一遍。如果以某些人衡量中國航天取得的成就時,所持的“別人幾十年前就做到了”的論調來衡量星際客機的飛行,這不過是已實現技術的重複。以這種論調看,美國波音的星際客機本次飛行理所應當的應該圓滿成功,不應該出任何紕漏,然而事實卻恰恰相反。實際上,對於目前的技術水平來說,航天器仍然是一件相當複雜的工業品,任何一種新設計製造的航天器,無論它所要執行的任務屬性是創舉性的還是以前曾經實現的,都需要承擔一定的風險,在測試中逐步解決問題。

最後,戰略上的瞎折騰對航天事業發展帶來的阻礙,可能比某些特定的技術問題更大。在小布什總統任內,哥倫比亞號航天飛機發生事故後, 小布什政府在相關專家委員會給出的建議的基礎上,提出了題為《太空探索遠景》的報告書,並在此基礎上實施了“星座計劃”,意圖發展新一代的航天運輸工具,使美國宇航員盡快返回月球,在月球上建立長時間駐留的基地,並以此為基礎實現火星登月。在奧巴馬上台後,認為小布什的星座計劃已經超支且缺乏創新。

奧巴馬在肯尼迪航天中心發表演講,基本推翻了小布什執政期間的航天戰略

然而,奧巴馬的太空政策並沒有采納專家委員會的評估建議,而是直接取消了星座計劃,僅對部分技術成果進行了保留。雖然奧巴馬提出要實現載人登陸火星,但並沒有像“星座計劃”那樣的具體實現途徑。在他任內,美國退役了航天飛機,卻沒有新的載人工具研發完成。等到特朗普上台後,又將目標重新鎖定到了載人登月上。在如此的戰略折騰下,美國的載人航天工具研發出現了真空期,不但載人登陸月球和火星這兩個目標一個都沒譜,連往返近地軌道的能力都得不到回復,航天飛機的後繼者長期難產。固然,美國有領先者無人可跟蹤的孤獨,但換一個政黨、總統就改一次航天戰略,也不能不說是美國人把一手好牌打成現在這個樣子的重要原因。

“星座計劃”設想的登月艙,項目已下馬

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