我们是否应该担心 SpaceX 在载有宇航员的情况下为猎鹰 9 号火箭加油的计划?

9月1日的爆炸引发了担忧
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猎鹰9号将SES-9通信卫星送入轨道。SpaceX

9月1日,SpaceX的猎鹰9号火箭在进行试射加注燃料时爆炸,发射台、火箭及其有效载荷被火焰吞没。这场灾难引发了一些严重的担忧,即该公司计划让未来前往国际空间站的乘客在火箭加注燃料前登上火箭,并在加注过程中待在火箭里。

前宇航员、现任NASA国际空间站咨询委员会主席托马斯·斯塔福德去年12月首次对登船程序表示担忧。

“委员会一致强烈认为,在火箭装载氧化剂之前安排乘员登上龙飞船,这与国内外50多年来一直存在的助推器安全标准相悖,”他写道。

那么,SpaceX为何要以这种方式让宇航员登船,风险是什么,是否有办法减缓这些风险?

太冷了?

SpaceX已将超冷氧气确定为9月1日爆炸的罪魁祸首

猎鹰9号依靠极冷的液态氧来燃烧其煤油燃料。氧气的低温使其气体凝结成液体,以便更多的氧气可以装入燃料箱。进一步降低温度可以进一步提高密度,SpaceX的超低温是当前猎鹰9号比前代产品提供30%推力增加的因素之一。额外的推力意味着火箭可以携带更大的有效载荷进入太空,或者节省部分燃料以便安全着陆。

SpaceX Falcon 9 rocket explosion on 9/1/2016
美国发射报告

然而,超冷氧气也带来了一些问题。9月1日的爆炸似乎是由一块极冷的氧气引起的,这块氧气实际凝固成固体,然后与火箭内部的碳纤维燃料箱发生燃烧。

超冷氧气也是SpaceX希望在火箭加注燃料前将宇航员送入龙飞船的原因。为了尽可能地保持氧气的低温,该公司希望尽量减少其在火箭燃料箱内停留的时间。这意味着先装载有效载荷(或在2017年底或2018年装载宇航员),然后尽可能在靠近发射时间时加满燃料。

SpaceX的程序真的那么罕见吗?

斯塔福德的信中提到,在过去50年里没有使用过将宇航员先送上的登船程序。然而,这并非完全没有先例。约翰·格伦(John Glenn),1962年首位绕地球飞行的宇航员,在火箭加注燃料前就登上了水星飞船。

即使将航天飞机送入轨道的火箭在宇航员开始1到2小时的登船程序之前就已加注燃料,但由于氧气升温和蒸发,氧气罐不得不持续补充。SpaceX认为这技术上也是一个加注程序,与它在宇航员在场的情况下加满整个燃料箱的计划差别不大。

而且,根据SpaceX的逻辑,在起飞前不久加注火箭可能更安全,而不是让已加注燃料的火箭在发射前等待四到八小时,这可能会危及地面工作人员。

可更改的空间

SpaceX的首次载人任务计划在2017年底或2018年底起飞,该公司表示正在与NASA合作完善其登船程序的计划。因此,SpaceX有可能改变其计划,在完成加注后再让宇航员登船。

结果可能至少部分取决于该公司采取哪些措施来防止导致9月爆炸的氧气固化——这些计划尚未向公众公布。

理想情况下,该公司将对载人飞船和无人有效载荷使用相同的装载程序——在火箭科学中,一致性很重要。因此,如果它们改变载人任务的登船程序,它们也会希望改变所有任务的程序。

如果发生爆炸的火箭是载人的,乘员舱的发射中止系统可能会启动,以营救船上的宇航员。该系统旨在将乘员舱从火箭在发射期间或刚发射后发生爆炸的火箭上弹射出去。看来,该公司更有可能依靠这个专门设计用于避免发射台悲剧的备用系统,而不是改变其登船程序。

 

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