还能回来吗?NASA首次载人任务,延长至14天,堵住漏气就可以了吗

来看世界 2024-06-13 06:44:35

在上周,千呼万唤,美国NASA与波音合作开发的星际飞船——starliner终于迎来了首次载人飞行,而且是顶着压力硬上。在正式发射前的一次发射测试中,starliner遇到了氦气储罐漏气的问题,不得不取消了原定于6月2号的飞行任务。而随后,中国的嫦娥六号3、4号登陆月球并迅速完成采样、月表起飞,NASA还是没有扛住压力,Starliner终于迎来了首飞。

然而,在飞船飞到300公里高度的时候,载人飞船再次出现了氦气漏气的问题,经过航天员和地面协同,最终是堵上了漏气。不过也因此错过了数次对接窗口,starliner飞船几经波折才最终和国际空间站对接,两名航天员在进入空间站之后兴奋的难以言表,而旁边的其他国家的飞行员却看起来心事重重。

飞船有问题,依然强行起飞,NASA被逼急了

原定只有7天的在轨驻留任务,目前已经延长到了14天,据美国方面的说法是,这样可以留出更多的时间,由航天员和地面协同处置飞船存在的问题,同时给后续的舱外活动预留更多的时间。这项任务是NASA和波音对自己的一个证明,NASA将重返月球的订单给了波音,但是此前美国人进驻空间站却需要依靠SpaceX的龙飞船以及俄罗斯的飞船,波音首次载人飞行的成功,可能为后续的订单争取更多的机会。

在波音的这次首次载人飞行任务中,波音表现得相当让人不满意,甚至有点罔顾航天员性命的问题存在。5月份的时候,就已经发生过氦气阀门漏气的问题,当时迫于各方面的压力,最终取消了发射,修复泄漏是一个复杂的问题,可能需要将飞船拆开以寻找问题的根源,但是波音并没有这么做。仅仅是将漏气堵上,飞船拉回去检测一遍再拉出来。

在飞船临近发射的时候再次遭遇了氦气泄漏:而NASA却在它们的X账户上发布:“受影响的两个氦气阀门已经关闭,飞船保持稳定”。基本没有为两名航天员考虑。两名航天员在飞船上进进出出数次,每次都临近发射被告知有故障,然后又从飞船里爬出来,这对飞行员的心理是极大的考验,还好两名航天员没有崩溃。

这却让人想到了苏联时代,为了彰显自己的国力,在飞船和火箭并没有完全整备好的情况下,强行让火箭发射。好在是任务成功了,但凡是任务失败两名航天员遭遇不测,美国的国际声望可能迎来进一步的低潮。就波音Starliner火箭及飞船前边的表现,即便是把首次载人飞行放在明年也不令人意外。我们来看一看,这艘飞船自出道以来都遭遇过什么问题:

2019年12月,NASA决定进行飞船的首次无人试飞,可是由于飞行过程中计时错误(低级错误),飞船没能按照原定的计划与空间站对接,导致燃料过多的消耗,任务被迫中止,这一尝试并没有完成所有的测试目标;

2020年和2021年,无人试飞的第二次尝试。NASA原计划于2021年8月发射,但在发射前检查中发现了推进系统的阀门问题,阀门在潮湿环境中出现了粘连问题,导致推进器无法正常工作,因此发射被多次推迟,以进行详细的故障排查和修复。一直到2022年的5月,Starliner最终在2022年5月成功完成无人试飞,与国际空间站对接并安全返回地球。

NASA的首次载人任务原定于2022年下半年,但是最终因为飞船需要进一步验证系统的安全性和可靠性,以及确保所有问题都得到彻底解决,载人任务再次推迟。后续的事情就是今年5-6月发生的这些,Starliner飞船多次被拉出来然后又拉回厂房进行检测,两名航天员也被折腾了数次。

Starliner不靠谱,波音准备了什么预案

也难怪两名航天员在进入空间站之后那么的兴奋,他们都已经是具有丰富经验的航天员,又不是首次空间站驻留,原本载人飞行大概已经不能让他们那么兴奋。

这些问题原本也有一定的系统设计冗余,整个任务期间,NASA和波音公司的工程团队会对飞船的各项系统进行实时监控,Starliner配备了冗余系统,以在主要系统出现问题时提供备用支持,在发射前和飞行过程中,进行多次检查和测试,以确保所有系统,包括氦气储罐和推进系统,都在最佳状态下运行。

氦气作为一种惰性气体,在Starliner系统中具有多样的作用,可以用于调节燃料和氧化剂的压力,使得发动机能够正常工作,漏气问题都可能导致压力不足,从而影响发动机的性能。尽管NASA表示轻微漏气不会影响飞船,但在载人任务中,任何系统的微小问题都需要严肃对待,它们可能在关键时刻导致故障或紧急情况,轻微漏气也可能会增加备用系统的负担。

而NASA最终做出延长驻留时间的决定,是出于确保漏气问题在不同环境和时间段内不会对飞船和宇航员安全造成威胁,通过更长时间的在轨监测,可以确认系统的可靠性。地面团队也可以获得更多时间分析问题,并通过软件更新或其他方式进行修复和改进。最后,如果实在没办法,NASA和波音公司也可以为可能的紧急情况准备更多的应急方案和措施。

如果航天员无法乘坐starliner返回地球,还能用什么办法呢

历史上,在航天飞机退役之后,美国相当长的一段时间内没有自己的载人飞船,都是依靠俄罗斯的联盟号飞船进行天地之间的往返。在那段时期内,美国和俄罗斯保持了比较好的合作,尽管为乘坐飞船需要付出高额的支票,但是在那时候是值得的,因为新开发载人发射系统耗费的资金只会更多。然而由于国际局势的关系,美国不得不重新打造自己的载人飞船。

NASA和波音等机构合作开发了猎户座飞船、starliner等,利用其SLS火箭发射系统作为载人载具。可是由于供应链的问题、NASA和波音成本节约的问题,飞船的研发一直不顺利,原定的重返月球的时间节点被数次向后推。在此过程中,SpaceX由于其雄厚的资本,在载人航天领域迅速脱颖而出,龙飞船已经数次进行载人任务并且往返于空间站与地球之间。

如果Starliner的问题最终难以排除,又难以保证飞船的安全性、可靠性,两名航天员最好的选择大概是在空间站继续驻留一段时间,至于返回地球无非只有三个选择:第一,利用龙飞船进行载人返回,这需要SpaceX发射一个空飞船与空间站对接;第二,重启与俄罗斯的合作,乘坐联盟号飞船返回地球;第三,继续在轨等待,等波音处理好氦气泄漏的问题。

美国为啥不选择SpaceX的火箭及飞船进行重返月球任务

这个观点反而是进入了一定的误区,美国并不是没有选择用SpaceX的火箭及飞船进行重返月球的计划,但是它们为SpaceX安排的任务,并不一定是SpaceX想要承担的,尽管马斯克已经多次公开暗示了对波音生产管理的质疑:

美国在重返月球的计划中选择了SpaceX的火箭及飞船,阿尔忒弥斯计划,由NASA主导,目标是到2024年将宇航员送回月球,并建立一个可持续的月球基地,为未来的火星任务做准备。2021年4月,NASA宣布选择SpaceX的Starship飞船作为阿尔忒弥斯计划的月球着陆器。Starship将负责将宇航员从绕月轨道转移到月球表面,并在任务完成后将他们送回绕月轨道的“门户”。

NASA选择SpaceX的主要原因包括其技术创新、成本效益以及Starship的运力和重复使用能力。除了Starship,SpaceX的猎鹰9号(Falcon 9)和猎鹰重型(Falcon Heavy)火箭已经在将许多NASA和商业有效载荷送入轨道方面表现出色。尽管阿尔忒弥斯计划的核心载人发射任务主要使用NASA自己的太空发射系统(SLS),SpaceX的火箭可能会用于支持任务的其他部分,例如发射补给物资。

SLS火箭是NASA开发的重型运载火箭,专门用于深空探测任务,具有强大的运力,能够将大型载荷送往月球轨道,支持载人任务和未来的火星探测;猎户座飞船负责将宇航员从地球送往月球轨道,然后返回地球。NASA希望利用自己主导开发的SLS发射系统,配合商业订单(波音飞船)进行自己的在人计划。

在阿尔忒弥斯计划中,NASA采用了一种综合多供应商、多系统的任务方案,由SLS和猎户座: 负责从地球将宇航员送往月球轨道,并将他们安全带回地球;利用SpaceX Starship作为月球着陆器,将宇航员从月球轨道送到月球表面,并返回月球轨道,并承担着地月之间的物资运输等。

NASA选择多种供应商和系统,目的是通过多样化的技术和供应商,可以降低单点故障的风险,提高任务成功率,通过分发订单的模式刺激相关公司的发展,促进技术创新和降低成本。最终目的是 建立可持续的月球探测基础设施,为未来的火星探测任务铺路。

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