圖片來(lái)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(guó)東部時(shí)間5月27日下午4:30左右在美國(guó)佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心發(fā)射。這艘飛船將開(kāi)往國(guó)際空間站（ISS），但其真正意義將被載入史冊(cè)：這將是美國(guó)自2011年發(fā)射最后一班載人宇宙飛船之后，第一艘從美國(guó)發(fā)射的載有美國(guó)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(lèi)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(guó)和俄羅斯都將航空航天事業(yè)從政治中分離出來(lái)，但美國(guó)和俄羅斯之間的關(guān)系已經(jīng)出現(xiàn)裂痕。美俄兩國(guó)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(huì)搭乘俄羅斯的聯(lián)盟號(hào)運(yùn)載火箭前往國(guó)際空間站。用于維持生命的加壓服也有了改進(jìn)：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(jī)時(shí)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(guān)。和此次任務(wù)的龍之隊(duì)太空艙和9號(hào)獵鷹可重用火箭一樣，宇航服也是由航空航天公司SpaceX來(lái)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的。被取代的，還有老舊的“Astrovans”——這種改裝的房車(chē)在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)里穿梭于宇航員總部和發(fā)射臺(tái)，接送NASA宇航員。這一次到示范任務(wù)2 (Demo-2)試飛發(fā)射臺(tái)的路程，將由SpaceX的姊妹公司特斯拉負(fù)責(zé)——Behnken和Hurley將乘坐時(shí)尚的Model X全電動(dòng)運(yùn)動(dòng)型多用途車(chē)到達(dá)發(fā)射火箭。

美國(guó)航天飛機(jī)事業(yè)將開(kāi)啟一個(gè)全新的時(shí)代，聯(lián)邦政府正在尋找一種更經(jīng)濟(jì)、更安全、更可靠的渠道來(lái)發(fā)射火箭——不是通過(guò)直接組建和指揮一個(gè)大型的宇宙飛船艦隊(duì)，而是將稅款用于私營(yíng)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(xiàng)目都是基于國(guó)有的、政府組建并指揮的航天局。如今，通過(guò)商業(yè)載人計(jì)劃——2000年代中期開(kāi)始的“商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)計(jì)劃”的一個(gè)后續(xù)——NASA已經(jīng)變?yōu)閺腟paceX公司手中購(gòu)買(mǎi)座位和艙位了。這樣的戰(zhàn)略將會(huì)為航天局節(jié)省大量資金用于私營(yíng)企業(yè)目前無(wú)法涉足的項(xiàng)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(jì)、安全、可靠的太空運(yùn)輸工具上的投資可以刺激更快速的創(chuàng)新，并為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)創(chuàng)造嶄新的機(jī)會(huì)。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(jià)值截至2019年已經(jīng)超過(guò)2770億美元，很大程度上要?dú)w功于政府在初期投入的大量經(jīng)濟(jì)支持?！吧虡I(yè)載人計(jì)劃是NASA的一次大膽試驗(yàn)，探索商業(yè)公司是否可以完成這樣的工作?！鼻昂教祉?xiàng)目經(jīng)理，現(xiàn)特殊航空服務(wù)（Special Aerospace Services）工程公司顧問(wèn)Wayne Hale表示。

自2010年商業(yè)載人計(jì)劃啟動(dòng)開(kāi)始，NASA已經(jīng)向該計(jì)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(kāi)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(huì)在傳統(tǒng)合同模式下用于新載人等級(jí)火箭和航天器的開(kāi)發(fā)。

NASA主席Jim Bridenstine認(rèn)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(kāi)支上面的巨大成功的最后一步?！斑@不僅能夠讓我們到達(dá)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(dá)月球，”他在近期的記者招待會(huì)上表示?！八羞@些努力的最終目的，是到達(dá)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(yíng)的SpaceX公司花了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)學(xué)會(huì)如何同NASA合作——同樣，NASA也花了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間學(xué)習(xí)和SpaceX公司合作。但在2015年6月28日獵鷹9號(hào)火箭爆炸，毀壞了一艘即將飛往國(guó)際空間站的貨運(yùn)飛船之后，兩者的合作變得緊密起來(lái)。事故發(fā)生后，SpaceX公司在NASA找到了可以依靠的強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

“最開(kāi)始的時(shí)候，合作雙方都有很多東西需要學(xué)習(xí)。對(duì)于SpaceX公司來(lái)說(shuō)更是如此，因?yàn)樗麄儚膩?lái)沒(méi)有過(guò)和NASA合作的經(jīng)驗(yàn)，甚至也沒(méi)有和波音公司合作過(guò)，”NASA航空航天安全咨詢(xún)小組組長(zhǎng)Patricia Sanders表示?！斑@是對(duì)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(lái)修改，他們修改好再發(fā)回來(lái)。合作雙方都在努力了解對(duì)方?！?/p>

對(duì)于NASA來(lái)說(shuō)，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(gè)適應(yīng)的過(guò)程。“硬件設(shè)施過(guò)硬，你就有能力學(xué)得很快了——比如大量的飛行測(cè)試材料，以及可以不考慮可行性就一次接一次地進(jìn)行測(cè)試，”NASA工程師John Posey如是說(shuō)，Posey負(fù)責(zé)監(jiān)督龍之隊(duì)太空艙的設(shè)計(jì)和性能?！罢?yàn)檫@是一個(gè)合作關(guān)系而非傳統(tǒng)的承包商客戶(hù)關(guān)系，我們負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)且領(lǐng)導(dǎo)他們的工作，我們總是盡力避免類(lèi)似‘哦，我們從來(lái)沒(méi)有這樣做過(guò)’或者‘我們更想這樣做’的言論。我們嘗試著把我們?cè)诤教炱黜?xiàng)目以及其他項(xiàng)目的所學(xué)應(yīng)用到日常溝通中，比如說(shuō)‘如果你們選擇這個(gè)方法的話(huà)，你們可能需要注意這個(gè)地方’。”

“跟上SpaceX的節(jié)奏也是我們?cè)贜ASA收到的最難的工作任務(wù)了，”P(pán)osey補(bǔ)充道。“我覺(jué)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。”

NASA的商業(yè)載人計(jì)劃自它艱難起步以來(lái)，已經(jīng)走過(guò)了十年的風(fēng)雨歷程，起初NASA授予了五個(gè)公司（不包括SpaceX）價(jià)值五千萬(wàn)美元的研發(fā)合同。到2014年9月，NASA已經(jīng)對(duì)政府和私營(yíng)企業(yè)的合作模式有足夠的信心，并對(duì)SpaceX和波音公司的太空客車(chē)合同投入了總價(jià)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(guó)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(hào)火箭的試飛中遇到了兩次事故，包括一次發(fā)射臺(tái)爆炸事故，導(dǎo)致了對(duì)火箭增壓系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)。然后，在2019年4月，就在龍之隊(duì)飛船具有里程碑意義的無(wú)人試飛的一個(gè)月之后，SpaceX遇到了另一個(gè)挫折：龍之隊(duì)飛船在佛羅里達(dá)州靜態(tài)點(diǎn)火的測(cè)試中爆炸。

與此同時(shí)，由于2019年12月首次軌道飛行失敗，波音CST-100星際線(xiàn)的軟件認(rèn)證及品質(zhì)升級(jí)被迫暫停。一個(gè)計(jì)時(shí)上的差錯(cuò)導(dǎo)致飛行艙無(wú)法到達(dá)空間站，該任務(wù)也提早了四天結(jié)束。波音公司現(xiàn)在計(jì)劃在今年年底重復(fù)無(wú)人試飛試驗(yàn)。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(duì)聯(lián)盟號(hào)火箭的支付即將告一段落，這些延期導(dǎo)致了國(guó)際空間站上人力資源的不足。5月，NASA和俄羅斯達(dá)成協(xié)議，在2020年10月即將發(fā)射到國(guó)際空間站的聯(lián)盟號(hào)上，將一名俄羅斯宇航員替換成一名NASA宇航員，來(lái)應(yīng)對(duì)SpaceX和波音公司后續(xù)可能發(fā)生的更多延期。這個(gè)舉動(dòng)可以保證國(guó)際空間站上至少有一名美國(guó)宇航員。11月將標(biāo)志著人類(lèi)在空間站上連續(xù)駐守了20年。

即使技術(shù)問(wèn)題大大減緩了NASA商業(yè)載人計(jì)劃的節(jié)奏，NASA官員仍然堅(jiān)持這些延期是會(huì)有回報(bào)的，最終在試飛完成之后，商業(yè)載人計(jì)劃將有助于簡(jiǎn)化進(jìn)一步執(zhí)行任務(wù)的可重復(fù)利用機(jī)艙的認(rèn)證程序。這些延期同樣也給NASA及其宇航員團(tuán)體以外的個(gè)人和機(jī)構(gòu)更多的時(shí)間，利用NASA的商業(yè)載人計(jì)劃投資基金，來(lái)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(yùn)營(yíng)官Gwynne Shotwell表示，演員湯姆·克魯斯已經(jīng)有計(jì)劃在明年獵鷹9號(hào)火箭發(fā)射時(shí)，乘坐龍之隊(duì)飛船前往國(guó)際空間站。

SpaceX還和Axiom Space公司簽有協(xié)議，旨在開(kāi)發(fā)一個(gè)附加于國(guó)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(hào)太空艙前往國(guó)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(jī)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(jìn)行開(kāi)發(fā)。

在4月，NASA決定在星際飛船項(xiàng)目投資1.35億美元，來(lái)驗(yàn)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(jì)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(kāi)發(fā)用于在火星上建造和運(yùn)營(yíng)一個(gè)城市所需的科技。Demo-2將成為SpaceX的第85次獵鷹9號(hào)發(fā)射試驗(yàn)，以及第一次載人試飛。

“沒(méi)有NASA，我們絕不可能走這么遠(yuǎn)，就像一句老話(huà)所說(shuō)，我們是‘站在了巨人的肩膀上’，”Musk表示。“而且如果沒(méi)有經(jīng)歷龍之隊(duì)飛船的研發(fā)，我們也不可能開(kāi)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(jìn)來(lái)源：科學(xué)美國(guó)人

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


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號(hào)，在對(duì)話(huà)框：
回復(fù)【最新活動(dòng)】，了解近期科普活動(dòng)
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復(fù)【研學(xué)營(yíng)】，了解最新科普研學(xué)營(yíng)
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書(shū)籍】，了解最新科普書(shū)籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】，了解最新團(tuán)體定制活動(dòng)
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀(guān)鳥(niǎo)知識(shí)】，學(xué)習(xí)觀(guān)鳥(niǎo)相關(guān)科普知識(shí)
回復(fù)【博物學(xué)院】，了解更多博物學(xué)院活動(dòng)詳情
?