圖片來源：Pixabay

排除最后的技術(shù)故障及天氣原因，搭載了兩名宇航員的飛船將在美國東部時間5月27日下午4:30左右在美國佛羅里達州的肯尼迪航天中心發(fā)射。這艘飛船將開往國際空間站（ISS），但其真正意義將被載入史冊：這將是美國自2011年發(fā)射最后一班載人宇宙飛船之后，第一艘從美國發(fā)射的載有美國宇航員的航空飛船，也是第一艘商用的載人宇宙飛船和火箭。

自上一次人類飛往太空之后，世界各方面已然發(fā)生了翻天覆地的變化。最明顯的是，即使美國和俄羅斯都將航空航天事業(yè)從政治中分離出來，但美國和俄羅斯之間的關(guān)系已經(jīng)出現(xiàn)裂痕。美俄兩國間航空航天事業(yè)的合作關(guān)系依然非常緊密，NASA的宇航員會搭乘俄羅斯的聯(lián)盟號運載火箭前往國際空間站。用于維持生命的加壓服也有了改進：此次發(fā)射任務(wù)的兩名宇航員，NASA老兵Robert Behnken和Douglas Hurley，將不再穿著代表航天飛機時代的熒光橙宇航服。取而代之的是一套光滑的單色連體衣，新版本將更輕便，更易于操作，也更美觀。和此次任務(wù)的龍之隊太空艙和9號獵鷹可重用火箭一樣，宇航服也是由航空航天公司SpaceX來設(shè)計和生產(chǎn)的。被取代的，還有老舊的“Astrovans”——這種改裝的房車在過去的半個世紀(jì)里穿梭于宇航員總部和發(fā)射臺，接送NASA宇航員。這一次到示范任務(wù)2 (Demo-2)試飛發(fā)射臺的路程，將由SpaceX的姊妹公司特斯拉負責(zé)——Behnken和Hurley將乘坐時尚的Model X全電動運動型多用途車到達發(fā)射火箭。

美國航天飛機事業(yè)將開啟一個全新的時代，聯(lián)邦政府正在尋找一種更經(jīng)濟、更安全、更可靠的渠道來發(fā)射火箭——不是通過直接組建和指揮一個大型的宇宙飛船艦隊，而是將稅款用于私營企業(yè)提供的發(fā)射服務(wù)。在此之前，全世界的航空航天項目都是基于國有的、政府組建并指揮的航天局。如今，通過商業(yè)載人計劃——2000年代中期開始的“商業(yè)軌道運輸服務(wù)計劃”的一個后續(xù)——NASA已經(jīng)變?yōu)閺腟paceX公司手中購買座位和艙位了。這樣的戰(zhàn)略將會為航天局節(jié)省大量資金用于私營企業(yè)目前無法涉足的項目，比如外太空的探索和革命性科學(xué)任務(wù)。

聯(lián)邦政府希望其在經(jīng)濟、安全、可靠的太空運輸工具上的投資可以刺激更快速的創(chuàng)新，并為經(jīng)濟增長創(chuàng)造嶄新的機會。這一策略在商業(yè)衛(wèi)星工業(yè)的發(fā)展已有前例，而這一行業(yè)的價值截至2019年已經(jīng)超過2770億美元，很大程度上要歸功于政府在初期投入的大量經(jīng)濟支持?！吧虡I(yè)載人計劃是NASA的一次大膽試驗，探索商業(yè)公司是否可以完成這樣的工作?！鼻昂教祉椖拷?jīng)理，現(xiàn)特殊航空服務(wù)（Special Aerospace Services）工程公司顧問Wayne Hale表示。

自2010年商業(yè)載人計劃啟動開始，NASA已經(jīng)向該計劃傾注了82億美元。波音公司和SpaceX公司接收了大部分的資金，并在2014年分別獲得了開發(fā)和飛行服務(wù)合同。NASA商業(yè)飛船主任Phil McAlister表示，這種商業(yè)合作的方式為NASA節(jié)省了200至300億美元的資金，否則，這筆巨款將會在傳統(tǒng)合同模式下用于新載人等級火箭和航天器的開發(fā)。

NASA主席Jim Bridenstine認為，Demo-2試飛任務(wù)是證明政企合作商業(yè)模式在節(jié)省開支上面的巨大成功的最后一步。“這不僅能夠讓我們到達月球，還可以是可持續(xù)地，用可以重復(fù)利用的著陸器到達月球，”他在近期的記者招待會上表示?！八羞@些努力的最終目的，是到達火星?！?/p>

由科技企業(yè)家、特斯拉首席執(zhí)行官Elon Musk建立并經(jīng)營的SpaceX公司花了相當(dāng)長的時間來學(xué)會如何同NASA合作——同樣，NASA也花了相當(dāng)長的時間學(xué)習(xí)和SpaceX公司合作。但在2015年6月28日獵鷹9號火箭爆炸，毀壞了一艘即將飛往國際空間站的貨運飛船之后，兩者的合作變得緊密起來。事故發(fā)生后，SpaceX公司在NASA找到了可以依靠的強有力的技術(shù)支持。

“最開始的時候，合作雙方都有很多東西需要學(xué)習(xí)。對于SpaceX公司來說更是如此，因為他們從來沒有過和NASA合作的經(jīng)驗，甚至也沒有和波音公司合作過，”NASA航空航天安全咨詢小組組長Patricia Sanders表示?！斑@是對需求的另一種全新的定義。他們（SpaceX公司）提出的標(biāo)準(zhǔn)NASA不一定能夠理解和接受。他們把要求發(fā)給NASA，NASA再發(fā)回來修改，他們修改好再發(fā)回來。合作雙方都在努力了解對方?！?/p>

對于NASA來說，接受SpaceX這種科技創(chuàng)業(yè)公司的企業(yè)文化熏陶同樣需要一個適應(yīng)的過程?！坝布O(shè)施過硬，你就有能力學(xué)得很快了——比如大量的飛行測試材料，以及可以不考慮可行性就一次接一次地進行測試，”NASA工程師John Posey如是說，Posey負責(zé)監(jiān)督龍之隊太空艙的設(shè)計和性能?！罢驗檫@是一個合作關(guān)系而非傳統(tǒng)的承包商客戶關(guān)系，我們負責(zé)設(shè)計且領(lǐng)導(dǎo)他們的工作，我們總是盡力避免類似‘哦，我們從來沒有這樣做過’或者‘我們更想這樣做’的言論。我們嘗試著把我們在航天器項目以及其他項目的所學(xué)應(yīng)用到日常溝通中，比如說‘如果你們選擇這個方法的話，你們可能需要注意這個地方’?！?/p>

“跟上SpaceX的節(jié)奏也是我們在NASA收到的最難的工作任務(wù)了，”Posey補充道?！拔矣X得我還很年輕——我今年39歲，但這些同事們，大部分都只有我一半的年紀(jì)，所以他們能完成的工作比我多太多了?！?/p>

NASA的商業(yè)載人計劃自它艱難起步以來，已經(jīng)走過了十年的風(fēng)雨歷程，起初NASA授予了五個公司（不包括SpaceX）價值五千萬美元的研發(fā)合同。到2014年9月，NASA已經(jīng)對政府和私營企業(yè)的合作模式有足夠的信心，并對SpaceX和波音公司的太空客車合同投入了總價68億美元的資金。他們的希望是至少其中一家公司可以在2017年之前在國際空間站飛行員擺渡飛行中取代俄羅斯的地位。

SpaceX和波音公司在技術(shù)上遇到了障礙，所以將載人試飛分別推遲到了2020年和2021年。前者在獵鷹9號火箭的試飛中遇到了兩次事故，包括一次發(fā)射臺爆炸事故，導(dǎo)致了對火箭增壓系統(tǒng)的重新設(shè)計。然后，在2019年4月，就在龍之隊飛船具有里程碑意義的無人試飛的一個月之后，SpaceX遇到了另一個挫折：龍之隊飛船在佛羅里達州靜態(tài)點火的測試中爆炸。

與此同時，由于2019年12月首次軌道飛行失敗，波音CST-100星際線的軟件認證及品質(zhì)升級被迫暫停。一個計時上的差錯導(dǎo)致飛行艙無法到達空間站，該任務(wù)也提早了四天結(jié)束。波音公司現(xiàn)在計劃在今年年底重復(fù)無人試飛試驗。搭載波音公司的Christopher Ferguson、NASA的Michael Fincke和Nicole Aunapu Mann的載人試飛將在2021年完成。

隨著NASA對聯(lián)盟號火箭的支付即將告一段落，這些延期導(dǎo)致了國際空間站上人力資源的不足。5月，NASA和俄羅斯達成協(xié)議，在2020年10月即將發(fā)射到國際空間站的聯(lián)盟號上，將一名俄羅斯宇航員替換成一名NASA宇航員，來應(yīng)對SpaceX和波音公司后續(xù)可能發(fā)生的更多延期。這個舉動可以保證國際空間站上至少有一名美國宇航員。11月將標(biāo)志著人類在空間站上連續(xù)駐守了20年。

即使技術(shù)問題大大減緩了NASA商業(yè)載人計劃的節(jié)奏，NASA官員仍然堅持這些延期是會有回報的，最終在試飛完成之后，商業(yè)載人計劃將有助于簡化進一步執(zhí)行任務(wù)的可重復(fù)利用機艙的認證程序。這些延期同樣也給NASA及其宇航員團體以外的個人和機構(gòu)更多的時間，利用NASA的商業(yè)載人計劃投資基金，來發(fā)展他們自己的具有野心的太空飛行壯舉。例如，SpaceX的主席和首席運營官Gwynne Shotwell表示，演員湯姆·克魯斯已經(jīng)有計劃在明年獵鷹9號火箭發(fā)射時，乘坐龍之隊飛船前往國際空間站。

SpaceX還和Axiom Space公司簽有協(xié)議，旨在開發(fā)一個附加于國際空間站的商業(yè)模式；SpaceX和Space Adventures公司也有商業(yè)合作，后者曾經(jīng)代理了八次搭載俄羅斯聯(lián)盟號太空艙前往國際空間站的旅游。日本企業(yè)家Yusaku Maezawa已經(jīng)為SpaceX的下一代星際飛船繞月包機旅行支付了定金，該飛船目前正在德克薩斯州布朗斯維爾附近進行開發(fā)。

在4月，NASA決定在星際飛船項目投資1.35億美元，來驗證該系統(tǒng)是否能在2024年——根據(jù)特朗普政府要求的加急計劃——用于將兩名宇航員送至月球表面。和NASA一樣，月球作為目的地同樣也在SpaceX的目標(biāo)范圍內(nèi)。但Musk建立SpaceX是為了開發(fā)用于在火星上建造和運營一個城市所需的科技。Demo-2將成為SpaceX的第85次獵鷹9號發(fā)射試驗，以及第一次載人試飛。

“沒有NASA，我們絕不可能走這么遠，就像一句老話所說，我們是‘站在了巨人的肩膀上’，”Musk表示?！岸胰绻麤]有經(jīng)歷龍之隊飛船的研發(fā)，我們也不可能開發(fā)出星際飛船?！?/p>

作者：Irene Klotz，《航空周刊與空間技術(shù)》的太空板編輯。

翻譯：劉天興

審校：郭曉

引進來源：科學(xué)美國人

引進鏈接：https://www.scientificamerican.com/article/back-in-business-nasa-is-set-to-return-to-human-spaceflight-with-historic-spacex-launch/


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