NASA和波音的星际客机延迟暴露了太空旅行的挑战

“我们希望尽可能确保一切都完美无缺。”
NASA 和波音公司此前曾将发射日期定在 5 月 25 日,但此后发射日期再次推迟,下一次发射机会“仍在讨论中”。NASA

航班延误几小时被困在机场已经很糟糕了,但两位 NASA 宇航员目前的情况要糟糕得多。截至目前,他们乘坐波音 Starliner 航天器前往国际空间站的行程已推迟近三周。

Starliner 是 NASA 与商业公司签订的两项载人航天项目之一,原定于 5 月 6 日进行首次载人试飞。然而,有故障的燃料阀无关的氦气泄漏问题导致任务管理方一再推迟发射日期。NASA 和波音公司此前曾将发射日期定在 5 月 25 日,但此后发射日期再次推迟。5 月 22 日,发射机会“仍在讨论中”,但截至 5 月 23 日,预计将于 6 月 1 日发射。成功发射将使 Starliner 成为 NASA 除 SpaceX 的 Dragon 载人飞船之外的第二种可靠发射工具,这是人类重返载人太空探索的重要里程碑——前提是 Starliner 能够克服其技术问题。

尽管 NASA 在 60 年代和 70 年代的太空竞赛中包揽了从火箭发射到宇航服的一切,但在 21 世纪,他们与新兴的航空航天公司密切合作,开创了NASA 商业载人计划的新范式。

2014 年,NASA 与波音和 SpaceX 签订合同,要求它们开发和交付火箭及载人飞船,以安全地将宇航员运送到近地轨道及更远的地方,为此投入了超过 60 亿美元。在航天飞机计划结束的几十年里,美国宇航员一直依靠国际伙伴运送他们前往目的地,例如乘坐俄罗斯的联盟号飞船,该飞船经常前往国际空间站(ISS)。同时招募波音和 SpaceX,可以确保 NASA 在不依赖国际援助的情况下拥有运送人员进入太空的途径,即使其中一家公司的系统出现故障或不可用。

“NASA 的商业载人计划正在与美国航空航天业合作,使用美国火箭和航天器从美国本土向国际空间站发射宇航员,”NASA 约翰逊航天中心公共事务官 Leah Cheshier 解释道。“该计划的目的是提供安全、可靠且经济高效的往返轨道实验室(国际空间站)的交通服务,从而增加研究时间,增加人类探索试验田上的发现机会。这种创新的方法还有助于该机构维持在近地轨道的载人存在,并支持前往月球、为火星做准备的探索,以造福人类。”

将部分工作外包给外部机构,也能让 NASA 腾出精力专注于更宏伟的项目。“通过作为一项固定价格合同的服务来购买商业公司的宇航员运输服务,NASA 可以利用资源,作为我们阿尔忒弥斯任务的一部分,将第一位女性、第一位有色人种以及第一位国际伙伴送上月球,为载人登陆火星任务做准备,”Cheshier 补充道。

SpaceX 的 Dragon 飞船在 2020 年就已使用该公司猎鹰火箭完成了其测试飞行,成为第一艘成功完成此类壮举的商业航天器,并且自那以后一直成功地将宇航员运送到国际空间站。而波音的 Starliner 则面临一些重大挑战和挫折。

两种航天器都是安装在火箭(波音公司使用的是合作伙伴 ULA 的 Atlas V)顶部的独立舱室,可以保护宇航员免受乘坐巨大火箭进入不适合人类生存的外太空所带来的力和危险。这些载人舱都与一辆大型 SUV 大致相当,最多可容纳七名宇航员,并能与国际空间站对接。它们还配备了降落伞,以便将乘客安全地送回地球。

Starliner 于 2021 年和 2022 年完成了其无人测试飞行,尽管期间也出现了一些小故障。首次绕地球轨道飞行的无人测试出现了一些软件问题,导致飞船未能到达国际空间站。2021 年,阀门等小型机械部件的问题困扰着该项目,即使是 2022 年的成功飞行也暴露了需要修复的其他问题。

随着这些问题有望得到解决,Starliner 即将进行首次载人测试,由宇航员Barry “Butch” WilmoreSunita “Suni” Williams 执行——他们都是经验丰富的海军飞行员,都曾去过国际空间站,累计在太空中度过了 400 多天。他们计划进行 24 小时的太空飞行,在空间站停留一周以完成对飞船的额外测试,然后返回地球,降落在美国西部某地。

此次试飞的目标基本上是确保一切都按预期运行:宇航服、生命支持系统、推进器、对接硬件、通信、宇航员座椅和安全功能、着陆降落伞等等。他们还将与国际空间站进行一项特别测试,以证明在国际空间站发生灾难时,该飞船可以作为“安全避难所”(尽管空间站本身是一个相当安全的地方,至少在地球不是选择时是这样)。

不幸的是,所有这些目标目前都已暂停,因为任务团队正在努力解决剩余的问题。Starliner 最初是因液氧燃料罐故障阀门而推迟,然后更换了该阀门不久后,又因飞船另一部分的氦气泄漏而再次推迟。就在几天前,NASA 在一份新闻稿中宣布,他们“将花更多时间来完成航天器收尾工作和飞行论证”,“以便团队能够进一步评估波音 Starliner 航天器服务模块中的微小氦气泄漏”。

表面上看,一家拥有多年研发投入的巨头公司会遇到如此多的复杂问题,似乎很奇怪。但这忽略了一个关键信息:太空旅行本身就非常、非常困难。为这类探索而创建的每一个系统都几乎是前所未有的,当生命受到威胁时,我们希望尽可能确保一切都完美无缺并按计划进行,然后再让他们踏上这场危险的旅程。

与我们已经完成的数万次载人航天任务相比,地球上有数十亿辆汽车,人类制造了数万架飞机——即使是这些经过充分测试、普遍使用的技术,也常常会出问题。我们都体验过汽车的“发动机故障灯”在你最意想不到的时候亮起。现在想象一下,当你离修理厂还有几天路程,而且即使汽车着火也不能离开车辆时,那个灯亮了。这就是太空旅行。

正如肯尼迪在阿波罗时代著名的演讲中所说,我们在太空“不仅因为它们容易,而且因为它们困难”。NASA 目前的这项艰难任务的 Atlas V 火箭仍在发射架上,Wilmore 和 Williams 已准备就绪,等待 Starliner 准备就绪。与大多数 NASA 的里程碑一样,你可以在 NASA 的 YouTube 和其他流媒体频道上观看直播。这次发射将是我们在地球以外建立存在的又一个重要里程碑,为 2025 年 Starliner-1 的首次非测试飞行铺平道路,并为波音公司获得 NASA 未来在国际空间站、月球乃至更远地方的可靠发射服务商认证奠定基础。

更新于 2024 年 5 月 22 日上午 11:00: 上文已 noted 任务再次延期。

更新于 2024 年 5 月 23 日上午 8:13: 上文已 noted 新的预计发射日期。

 

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Briley Lewis

撰稿人

Briley Lewis 博士(她/她)是一位自由撰稿的科学作家和天文学家。在 Twitter @briles_34 上关注她,或访问她的网站 www.briley-lewis.com。


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