SpaceX載人上太空:九個關鍵階段與兩位優秀的太空人

作者:智駕網   |   2020 / 05 / 31

文章來源:36氪   |   圖片來源:36氪



根據美國空軍第45氣象中隊的數據,目前的預測表明5月27日有40%的良好發射條件,如果NASA和SpaceX本周不能發射,他們將不得不等到5月30日才能進行下一次嘗試。

SpaceX將於2020年5月27日創造歷史。

當天,伊隆·馬斯克的公司計劃執行首次載人飛行任務,該任務稱為Demo-2,它將把NASA宇航員鮑勃·貝肯和道格·赫利送上太空,根據計劃,於5月28日到達太空站,並可能在太空中停留1-4個月。

這項任務非常受關注。

自從2011年航天飛機退役以來,美國一直無法將自己的宇航員送上太空,在過去的九年中,讓機組人員進入國際空間站是一項任務,完全由俄羅斯及其聯盟號火箭和膠囊系統負責。

目前,美國國家航空航天局的宇航員赫利和貝肯已完成了周三飛往國際空間站的飛行彩排。

由於其歷史意義,此次發射通常會吸引大量人到肯尼迪,目睹見證Behnken和Hurley的火箭升空。

但是,由於對新型冠狀病毒的擔憂,美國國家航空航天局局長吉姆·布萊登斯汀敦促人們留在家中進行發射並進行虛擬觀看(該發射將可在NASA TV上在線觀看直播)。

他在最近的一次視頻會議上說:“我們要求人們加入這次發射,但要在家中進行。我們要求人們不要去肯尼迪航天中心。”

據悉,肯尼迪將在計劃發射的第二天(5月28日)對公眾開放。

儘管SpaceX和NASA批準了Crew Dragon的發射,但仍有一些工作要做,在周一(5月25日),Demo-2任務小組將開會討論Falcon 9火箭和Crew Dragon太空艙,以進行最終發射準備情況審查,以確保發射前一切順利。

然後是天氣。

根據美國空軍第45氣象中隊的數據,目前的預測表明5月27日有40%的良好發射條件,如果NASA和SpaceX本周不能發射,他們將不得不等到5月30日才能進行下一次嘗試。

最新的消息是,發射將從肯尼迪航天中心的39A綜合大樓開始,這是著名的佛羅里達,阿波羅11號月球漫步者和最早的航天飛機哥倫比亞從那里開始了他們的任務。

發射時間定在美國東部時間周三的16:33。

道格·赫利和鮑勃·貝肯是誰?

羅伯特·“鮑勃”·貝肯和道格拉斯·“道格”·赫利宇航員兩名宇航員都具有豐富的飛行經驗,並且已經執行了多次飛行任務。

貝肯在密蘇里州長大,分別於1988年和1992年在聖路易斯的華盛頓大學獲得了物理和機械工程學士學位,並於1993年在加州理工學院獲得了機械工程碩士學位和1997年獲得了機械工程博士學位。

研究生畢業後,貝肯在美國空軍後備役軍官訓練團就讀於加利福尼亞州愛德華茲空軍基地的空軍試驗飛行員學校,並擔任飛行測試工程師。

他記錄了1,500多個飛行小時,飛行了25多種不同類型的飛機,這使他特別適合新的飛行。

2000年7月,他被選入NASA的宇航員部隊,完成航天員培訓後,他擔任NASA肯尼迪航天中心空間站運營處處長,他在2012年至2015年期間繼續擔任NASA的首席宇航員。

2008年,作為對國際空間站的STS-123任務的一部分,本肯首次乘坐Endeavour航天飛機飛行。

在這次飛行中,他擔任登機和登機的飛行甲板任務專家,進行了3次太空行走,甚至操縱了該站的Canadarm2機械臂。

他在2010年再次搭乘奮進號進行STS-130任務。在這次飛行中,他擔任任務專家,並再次操作了空間站的機械臂。他還再次進行了3次太空行走,並擔任了該任務的太空行走主管。

總體而言,貝肯在他的六個太空行走中已記錄了超過708小時的太空記錄,並在該空間站外度過了37多個小時。

赫爾利他於1988年獲得TK的土木工程科學學士學位,同年,他獲得了美國海軍陸戰隊第二中尉的職位。然後,他繼續在弗吉尼亞州Quantico的基礎學校就讀,並於1989年進入飛行訓練。

1991年,他成為海軍飛行員,經過培訓,他曾在西太平洋進行過3次部署,他還曾在加利福尼亞州TK的海軍研究生院就讀,並在那里完成了美國海軍航空兵武器與戰術講師課程,海軍陸戰師戰術課程和航空安全官課程。

1997年,他被選入馬里蘭州TK的美國海軍試驗飛行員學校,畢業後,他被任命為海軍打擊飛機試驗中隊的試驗飛行員和項目官員。

赫爾利參加了許多飛行測試,甚至是首位駕駛F / A-18E / F超級大黃蜂戰鬥機的海軍陸戰隊飛行員。他已經在25多種不同類型的飛機上記錄了5500多個飛行小時。

與伯肯一樣,赫爾利於2000年7月被選入NASA的宇航員部隊。他被選為飛行員,經過兩年的培訓,他被分配到TK的宇航員辦公室擔任技術職務,並擔任航天飛機的首席宇航員支持人員任務STS-107和STS-121。赫爾利還曾擔任過俄羅斯國家航空航天局運營總監,並擔任過位於俄羅斯星城的加加林宇航員培訓中心。

2009年,赫爾利作為STS-127的飛行員,首次乘坐Endeavor航天飛機飛行。執行此任務後,他擔任宇航員辦公室安全主管。

2011年,他乘坐亞特蘭蒂斯號航天飛機執行了最後的航天飛機任務STS-135。

後來,在2014年,赫爾利成為了飛行運營局的商業機組人員計劃的助理主任。在STS-127上,他在太空上待了15天以上,在STS-135上,他在太空上待了12天以上。

美國國家航空航天局的SpaceX任務將如何展開?

第一階段:發射時機很重要

獵鷹必須在美國東部時間16:33(格林威治標準時間20:33 / 21:33 BST)離開地面,否則宇航員將無法趕上以27,000公里/小時(17,000英里/小時)的高空飛行的國際空間站。

因為獵鷹9號是兩級火箭,它的下段將在關閉並分離之前的2.5分鐘進行發射,這將使第二階段再燃燒六分鐘,以使Dragon進入軌道,接下來,太空艙將使用其自己的推進器完成到國際空間站的其餘旅程。

火箭的第二階段將被命令在大氣層中燃燒。助推器的下段旨在降落在大西洋上的一架無人機上。

這是SpaceX的特色。

這看起來很了不起,但美國宇航局宇航員已經39年沒有使用全新的太空船設計。

值得注意的是,「Dragon Capsule」所有控制按鍵都是觸控螢幕上完成的,而且它是一艘自動船,因此它自己就規劃出了一條通向國際空間站的路徑,為了保障安全,在發射之前,赫爾利和貝肯必須練習手動飛行,以防出現某種異常情況。

Dragon Capsule被認為可以處理所有想像中的情況,包括火箭飛行中的故障。

如果發生這種情況,該船將使用強大的內置推進系統將自己推到安全距離,SpaceX在地面和空中都預演了這種可能性。

飛行約19個小時後,該任務應使Dragon到達ISS,太空艙將與空間站的船首對齊,並以每秒幾厘米的相對速度接近。

工程師說,Dragon Capsule上的太陽能電池會在軌道上退化,因此美國國家航空航天局一定會在硬體性能受損之前將宇航員帶回家。

第二階段:宇航員登機時間把控

NASA宇航員赫利和貝肯穿上他們的SpaceX太空服後,將使用全新的乘員通道臂登上火箭。

全新的通道是由SpaceX2018年8月在發射板固定服務結構的80米高度處安裝了一個長為25米的手臂,在航天飛機時代,NASA曾用它來發射帶翼的軌道飛行器。

這是一種類似走廊的橋梁,地勤人員將確保在1小時50分鐘關閉艙口之前,將宇航員安全地繫在航天器內。

馬斯克表示,「如果Demo-1飛行一切順利,SpaceX將對飛船進行飛行中止測試,然後在夏季某個時候進行首次載人發射。去年八月,美國國家航空航天局揭開了Behnken和Hurley的神秘面紗,這是第一批計劃乘坐Dragon Capsule飛行的宇航員。」

第三階段:升空

起飛前四個小時30分鐘,空軍第45氣象中隊將確定發射天氣良好的可能性,並宣布更新的發射預報。

如果天氣不配合(或者由於其他任何原因取消了啟動程序),則備份啟動日期為5月30日。

SpaceX Falcon 9助推器首先其餘火箭進行分開,然後與SpaceX的Demo-2進行分離。

升空大約2.5分鐘後,獵鷹9的第一級助推器將與上級分離,並開始著陸準備返回地球。

SpaceX計劃將火箭降落在的無人機上,該無人機將駐紮在佛羅里達海岸附近的大西洋上。

第四階段:Dragon Capsule分離

在演示2任務中,SpaceX的“Dragon Capsule”航天器與獵鷹9火箭的第二階段分離。

在第一階段分離後僅幾秒鐘,火箭的第二階段將為其引擎點火,約六分鐘之後,“Dragon Capsule”號飛船將脫離火箭。

“Dragon Capsule”將首次在太空中。

與此同時,部署在航天器的主體中太陽能電池板開始給航天器進行供電。

第五階段:接近國際空間站

“Dragon Capsule”需要慢慢地接近國際空間站。

一旦“Dragon Capsule”號脫離火箭的上層,航天器將執行一系列動作,以逐步接近國際空間站並自動與國際空間站對接。

分階段進行的燃燒將使Dragon Capsule的高度上升到國際空間站的高度,國際空間站繞地球運行的平均高度約為250英里(400公里)。

當Dragon Capsule接近國際空間站時,在它周圍形成一個近200米的氣泡,稱為“禁球”,它將與Harmony上的加壓配合適配器 PMA-2的對接端口對齊。

然後,航天器將非常緩慢地朝航天站方向移動,並使用完全自主的對接系統對接,如果需要,機上的宇航員還可以接管對航天器的手動控制。

Crew Dragon預計將於美國東部時間5月28日(星期四)上午11:29(格林威治標準時間1529)與國際航天站進行停靠。

第六階段:太空站停留1-4個月

NASA和SpaceX尚未確定飛行任務將具體持續多長時間,他們給出的大致時間是在國際空間站停留30到119天,

任務的持續時間將取決於Crew Dragon太空艙在軌道上的狀態以及下一代Crew Dragon運載工具的進度,該運載工具將在今年晚些時候發射第一個任務Crew-1。。

儘管NASA尚不確定宇航員是否會在國際空間站進行太空行走,但宇航員接受了一些太空行走培訓,以防萬一。

NASA官員在5月1日的任務簡報中說。機組人員也受過訓練,可以參加國際空間站正在進行的數百項科學實驗。

第七階段:返回進入地球大氣

“Dragon Capsule”號航天器將以約17,000 mph(27,000 km / h)的速度進入地球大氣層,大氣中顆粒的摩擦會產生阻力,從而極大地減慢阻力,同時將膠囊的外部加熱到幾乎和太陽一樣高的溫度。

隔熱罩可保護宇航員免受這些極端溫度的侵害,但航天器返回後看上去不會像發射前的狀態。

比如,2019年3月,SpaceX的Demo-1 Crew Dragon宇宙飛船試飛中返回時,整體呈現了燒焦的狀態。

第八階段:降落傘的部署

SpaceX將會為航天飛船部署四個降落傘。

在去年12月22日,SpaceX宣布公司已連續第十次成功完成降落傘系統的測試,這表明SpaceX最新的設計降落傘系統已經準備好供搭載其飛船的宇航員使用。

降落傘系統可以用來減緩宇宙飛船返回地球時的下降速度,SpaceX目前的設計是“Crew Dragon”降落傘系統第三個主要版本,採用了升級後的材料和改進的縫線縫合工藝,以盡可能提高降落傘飛行期間的可靠性和耐久性。

今年早些時候,在SpaceX位於美國加州霍桑市(Hawthorne)總部舉辦的一次活動上,馬斯克告訴媒體和到場的粉絲們,SpaceX命名為“Mark 3”的 降落傘系統需要至少連續10次成功測試,公司才有信心將它用於實際的載人飛行。

當時,美國宇航局局長吉姆·布里登斯汀(Jim Bridenstine)也表示,他相信SpaceX能在年底前完成全部10次測試的目標,現在,SpaceX確實已經達到了這個目標。

在發射過程中如果出現任何可能使宇航員處於危險之中的問題,應急保障系統將被啟動,“Crew Dragon”宇宙飛船將攜帶船員遠離運載火箭,它將展示載人“Crew Dragon”飛船在緊急情況下逃離危險的能力。

第九階段:落地

最後一個階段是工作人員將在SpaceX的GO Navigator船上附近等待,以幫助Demo-2機組人員脫離“Dragon Capsule”。

NASA和SpaceX擁有一系列標準,這些標準將確定Demo-2任務是否被視為成功。

Dragon Capsule必須證明其能夠在發射後成功分離並部署到目標軌道,在國際空間站交會並進塢,並安全地將宇航員帶回地球。

最後馬斯克在SpaceX上太空之際,為自己的Roadster進行了一番營銷。

5月25日,據Electrek報道,馬斯克近日在一個電視節目中透露,新版本的Roadster電動跑車將會使用SpaceX的「航天技術」。

馬斯克表示,「在新一代的Roadster電動跑車中將會有一個選配,用戶可以選擇添加SpaceX公司的火箭推進器。

具體來說,特斯拉將會在Roadster跑車中使用一種冷氣推進器,即超高壓壓縮空氣。火箭推進器將安裝在車輛背後,用來實施加速、剎車和轉彎,甚至還有可能讓Roadster「飛」起來。

據介紹,Roadster百公里加速僅需1.9秒,續航里程達997公里,最高時速超過約合402公里。

《轉載自36氪》

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