炸一枚火箭完成逃逸实验,马斯克的龙飞船即将载人首飞

美国东部时间 1 月 19 日上午 10 点 30,SpaceX 的猎鹰 9 号火箭带着载着假人的龙飞船在佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。所有围观者看着猎鹰 9 号向天空飞射而去,火箭发射并没有让他们欢呼雀跃,因为他们知道接下来要发生的事更刺激。

炸一枚火箭完成逃逸实验,马斯克的龙飞船即将载人首飞

发射后的第 84 秒,飞行中的火箭突然炸成了一个火球,现场的人并未惊讶,因为这是安排好的实验内容。几分钟后,爆炸声从空中传来,龙飞船从爆炸产生的火球中飞出,伴随着龙飞船在空中打开降落伞,周围的人群传来欢呼声。至此,马斯克的太空载人航天之路已经全部铺好。

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▲ 猎鹰火箭引爆现场,这个窜天猴够大的

其实这次火箭爆炸,是马斯克安排好的测试项目,火箭发射后爆炸是为了测试火箭的逃生系统,模拟火箭发射后可能会遭遇到的最糟糕情况。

什么是火箭逃逸系统

对载人航天来说,发射失败后的逃逸功能是必不可少的。试想一下,如果你是航天员,让你坐在装满易燃化学燃料的罐子上,并告诉你一旦罐子爆炸,你没有任何办法逃出生天,只能和罐子一起粉身碎骨,你会是怎样的感受。

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▲ 龙 2 载人飞船 图片来自:SpaceX

研发火箭的专家和宇航员显然不想听天由命,所以他们准备了由固体火箭制成的逃逸塔,绑在火箭最上面,一旦火箭发射失败,就由逃逸塔带着装有航天员的舱室脱离火箭。

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▲ 土星 5 号同样做过逃逸实验

拥有载人航天技术的俄、美、中三个国家,都在火箭上加入了逃逸塔的设计。

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▲ 老式顶部逃逸塔设计,联盟神州都用它

其中 2018 年俄罗斯联盟号发射后 90 秒出现故障,宇航员伤身体由于火箭震动剧烈抖动,在 24 秒后,联盟号的逃逸塔成功启动,带着联盟号返回舱脱离火箭,成功保住了宇航员的性命。

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▲ 联盟发射失败,逃逸塔挽救两名航天人

由此可见,逃逸塔对载人航天的重要性。通常情况下,火箭都会在首次载人前测试逃逸功能,中国的神舟号、美国的土星 5 号,在发射前都有测试过逃逸塔分离。

龙飞船的逃逸系统有什么不同

龙飞船在 2015 年也进行了逃逸塔点火测试,与传统逃逸塔在返回舱顶部不同,龙飞船的中止系统(与逃逸塔一个作用)由八台 SuperDraco 发动机提供动力,每台发动机可产生约 15,000 磅的推力,他们全部被安置在返回舱侧边。

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▲ 龙飞船的 SuperDraco 液体发动机点火

一旦火箭发射时出现意外,龙飞船的逃逸引擎将点火启动,带着龙飞船远离爆炸的火箭。与之前的载人航天飞船不同,马斯克的逃逸引擎并没有设计在返回舱顶部,而是直接集成在可重复回收的飞船中。这样,马斯克就能完全回收飞船。在 2015 年的多次测试中,龙飞船的八台 SuperDraco 发动机都表现良好。

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▲SuperDraco 使用单甲基肼燃料(燃料有剧毒)

但意外还是发生了,在去年 4 月份,龙飞船在进行 SuperDraco 发动机地面测试时发生爆炸,整个龙飞船被炸毁。经过三个月的调查,SpaceX 发布了调查报告。

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▲ 阀门松动导致 SuperDraco 爆炸

一个阀门松动导致火箭发射的推进剂泄漏,从而引发了连锁反应,导致航天器爆裂。

在对故障点进行改进之后,龙飞船顺利通过地面点火测试,虽然问题已经解决,但这显然无法向 NASA 证明在「返回舱内放置液体燃料发动机」这种设计的安全性,所以马斯克策划了本次高空逃逸实验,在天空引爆一枚火箭,并让龙飞船安全着陆。

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▲ 高空逃逸实验后干返回舱安全回收,在海面溅落

值得一提的是,这次引爆的火箭是并不是一枚全新的火箭,它已经执行了三次任务,这次发射是第四次,就算这次点了炮仗,也可以说是值回本钱了。

这次空中火箭逃逸实验意味着什么

从各种意义上来讲,马斯克放的「超大窜天猴」都非常值。这次逃逸实验,向 NASA 证明了龙飞船 + 猎鹰 9 火箭的安全性,并最终获得载人前往国际空间站飞行资格。

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▲ 之前龙飞船 2 号已经与国际空间站进行过对接

在这次测试后的发布会上,马斯克宣布接送国际空间站乘员的任务将在今年二季度左右进行,时间基本上确定为四月到六月之间。对 SpaceX 来说,他们终于攻破了载人飞行的难题,这将是全球第一款可以载人的商用火箭。

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▲ 从国际空间站俯瞰龙飞船 2 号

对 SpaceX 的老对手波音来说,SpaceX 的成功将会带给 Starliner 载人飞船带来巨大压力。要知道 Starliner 才刚刚遭遇了未能成功对接国际空间站的问题,首次无人测试就遭遇了失败。配上最近 737 MAX 的问题,现在的波音日子过得十分辛苦,一旦 SpaceX 在波音之前完成空间站载人任务,波音的 Starliner 项目可能会完全失败。

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▲ 龙飞船 2 号与波音 Starliner 对比

要知道,SpaceX 龙飞船的发射成本比波音 Starliner 的成本要低不少,后者在商业上完全没有竞争力。

除了 SpaceX 外,最开心的可能就是美国航天局 NASA 了,这么多年的经费支出下,美国终于扶持出了便宜好用的国产载人飞船,而且还是商业公司研发的。从此以后,再也不用高价购买俄罗斯联盟号的座位了。

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