SpaceX龙飞船载人首飞

5月26日,在美国佛罗里达州,工作人员在为发射做准备。新华社发

5月26日,在美国佛罗里达州,搭载载人版“龙”飞船的“猎鹰9”火箭立在39A发射台。新华社发

SpaceX“龙”飞船足够先进吗?

美国航天局(NASA)将于美国东部时间5月27日下午(北京时间28日凌晨),首次使用载人版“龙”飞船将两名美国宇航员送入国际空间站。这也意味着自年航天飞机退役后,时隔9年,美国再次拥有从本土开展载人航天任务的能力。

载人版“龙”飞船,孵化于NASA的“商业载人航天项目”。这是NASA新的航天业务模式:通过购买服务,降低航天成本。在失去载人航天器9年后,美国为何选择了商业载人航天模式?这一模式有何特点?

俄罗斯“船票”价格逐年飙升

年,亚特兰蒂斯号航天飞机在执行最后一次飞行后退役。美国失去了向太空运送航天员的能力。

就航天飞机退役,中国科学院国家空间技术中心研究员周炳红指出有两个原因:安全性差和经济性差。

美国科罗拉多大学研究人员年在《自然》杂志发表文章指出,在计算全生命周期成本的情况下,航天飞机的单次飞行费用在当时高达15亿美元。

航天飞机退役,到载人”龙”飞船首飞的9年间,美国仍然需要向国际空间站运送人员,而这唯一的途径就是向俄罗斯购买联盟号飞船“船票”。作为唯一卖家,俄罗斯船票不断涨价。商业内幕网站整理NASA审计数据发现,俄罗斯航天局最初的票价仅为每个座位万美元,到年已飙升至万美元,10年内增长了%。

最后一张联盟号船票也创造了记录:据航天专业媒体SpaceNews报道,”龙”飞船载人首飞前,作为备用方案,NASA同俄罗斯航天局签订的最后一张船票金额高达万美元。此外,NASA还向俄罗斯承诺将在接下来的两年半内,利用其货运飞船为俄罗斯向空间站运送公斤的货物。

载人航天商业化步伐加快

冷战之后,NASA预算占美国整体财政预算比例大体呈逐年下降趋势。为了尽可能降低成本,“将资本引入航天领域”成为NASA的选择。

货运飞船是最先试水的领域。年,NASA签订了第一批“商业补给服务”合同。所谓“商业补给”,就是使用商业公司的货运飞船向国际空间站运送补给。SpaceX公司(猎鹰9火箭“龙”飞船)和轨道科学公司(安塔瑞斯火箭天鹅号飞船,现已被诺斯罗普—格鲁曼收购)获得NASA合同。

事实证明,它们成功完成了向空间站运送补给的任务。NASA继续向两家公司授予第二批“商业补给服务”合同。第二批合同还引入了第三家公司——内华达山脉公司的“逐梦者”。这也反映了NASA的思路——引入竞争以降低成本。

货运飞船的成功给了NASA信心。NASA发起了“商业载人航天项目”,目标是向国际空间站运送航天员。经过前期一系列小项目,NASA在年授予波音和SpaceX向国际空间站提供载人发射服务的大合同,金额分别为42亿美元和26亿美元。

在前期一系列试飞成功后,SpaceX的载人“龙”飞船获得NASA认可。值得注意的是,“龙”飞船的发射成本显著降低。根据年11月NASA的报告,SpaceX公司的单个座位价格仅为万美元。

安全性也是载人飞船的重点。周炳红说,载人版”龙”飞船放弃了此前普遍使用的“逃逸塔”模式,而是在飞船上安装了8台一体化的反推力火箭,紧急情况下可以将飞船推离火箭逃生。

今年1月,载人“龙”飞船顺利完成“飞行中发射中止测试”,验证了火箭上升段出现紧急情况时宇航员的逃生能力,通过了载人首飞前最重要的安全测试。

周炳红说:“SpaceX进入载人航天领域,意味着载人航天的竞争更多元化,会刺激技术更快进步。”

“龙”飞船开启了美国航天史上首次由私营公司建造和运营的载人飞船执行“太空的士”任务的新篇章,将美国商业航天运输飞行和低成本空间探索向前推进了一步。这无疑会对全球商业载人航天的发展起到鼓舞和激励作用。

“极致模块化”降低成本

周炳红用“极致模块化”来形容发射载人“龙”飞船的猎鹰9号系列火箭。

“猎鹰9号的一、二级直径一样,使用的发动机基本相同(均为梅林系列发动机),很多零件完全一样;推进剂也是完全一样的液氧煤油推进剂。这就是‘极致模块化’,不但制造成本低,可靠性也会更高。”周炳红说。

此外,SpaceX的火箭型号并不多,载人版“龙”飞船和货运版“龙”飞船,使用的都是猎鹰9号系列。周炳红分析,通过多用途共用火箭,增加单一型号发射次数,同样能降低成本和提高可靠性。

猎鹰9号还实现了史上首次火箭第一级助推器和整流罩回收复用。“SpaceX可以重复使用火箭最昂贵的部件,从而降低进入太空的成本。”其

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