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SpaceX载人上太空：九个关键阶段与两位优秀的宇航员

来源：晰数塔互联网快讯时间：2020年05月26日 08:29

编者按：本文来自微信公众号“AutoR智驾”（ID:zhinengqiche），作者诺一，36氪经授权发布。

根据美国空军第45气象中队的数据，目前的预测表明5月27日有40％的良好发射条件，如果NASA和SpaceX本周不能发射，他们将不得不等到5月30日才能进行下一次尝试。

SpaceX将于2020年5月27日创造历史。

当天，埃隆·马斯克的公司计划执行首次载人飞行任务，该任务称为Demo-2，它将把NASA宇航员鲍勃·贝肯和道格·赫利送上太空，根据计划，于5月28日到达太空站，并可能在太空中停留1-4个月。

这项任务非常受关注。

自从2011年航天飞机退役以来，美国一直无法将自己的宇航员送上太空，在过去的九年中，让机组人员进入国际空间站是一项任务，完全由俄罗斯及其联盟号火箭和胶囊系统负责。

目前，美国国家航空航天局的宇航员赫利和贝肯已完成了周三飞往国际空间站的飞行彩排。

由于其历史意义，此次发射通常会吸引大量人到肯尼迪，目睹见证Behnken和Hurley的火箭升空。

但是，由于对新型冠状病毒的担忧，美国国家航空航天局局长吉姆·布莱登斯汀敦促人们留在家中进行发射并进行虚拟观看（该发射将可在NASA TV上在线观看直播）。

他在最近的一次视频会议上说：“我们要求人们加入这次发射，但要在家中进行。我们要求人们不要去肯尼迪航天中心。”

据悉，肯尼迪将在计划发射的第二天（5月28日）对公众开放。

尽管SpaceX和NASA批准了Crew Dragon的发射，但仍有一些工作要做，在周一（5月25日），Demo-2任务小组将开会讨论Falcon 9火箭和Crew Dragon太空舱，以进行最终发射准备情况审查，以确保发射前一切顺利。

然后是天气。

最新的消息是，发射将从肯尼迪航天中心的39A综合大楼开始，这是著名的佛罗里达，阿波罗11号月球漫步者和最早的航天飞机哥伦比亚从那里开始了他们的任务。

发射时间定在美国东部时间周三的16:33。

道格·赫利和鲍勃·贝肯是谁？

罗伯特·“鲍勃”·贝肯和道格拉斯·“道格”·赫利宇航员两名宇航员都具有丰富的飞行经验，并且已经执行了多次飞行任务。

贝肯在密苏里州长大，分别于1988年和1992年在圣路易斯的华盛顿大学获得了物理和机械工程学士学位，并于1993年在加州理工学院获得了机械工程硕士学位和1997年获得了机械工程博士学位。

研究生毕业后，贝肯在美国空军后备役军官训练团就读于加利福尼亚州爱德华兹空军基地的空军试验飞行员学校，并担任飞行测试工程师。

他记录了1,500多个飞行小时，飞行了25多种不同类型的飞机，这使他特别适合新的飞行。

2000年7月，他被选入NASA的宇航员部队，完成航天员培训后，他担任NASA肯尼迪航天中心空间站运营处处长，他在2012年至2015年期间继续担任NASA的首席宇航员。

2008年，作为对国际空间站的STS-123任务的一部分，本肯首次乘坐Endeavour航天飞机飞行。

在这次飞行中，他担任登机和登机的飞行甲板任务专家，进行了3次太空行走，甚至操纵了该站的Canadarm2机械臂。

他在2010年再次搭乘奋进号进行STS-130任务。在这次飞行中，他担任任务专家，并再次操作了空间站的机械臂。他还再次进行了3次太空行走，并担任了该任务的太空行走主管。

总体而言，贝肯在他的六个太空行走中已记录了超过708小时的太空记录，并在该空间站外度过了37多个小时。

赫尔利他于1988年获得TK的土木工程科学学士学位，同年，他获得了美国海军陆战队第二中尉的职位。然后，他继续在弗吉尼亚州Quantico的基础学校就读，并于1989年进入飞行训练。

1991年，他成为海军飞行员，经过培训，他曾在西太平洋进行过3次部署，他还曾在加利福尼亚州TK的海军研究生院就读，并在那里完成了美国海军航空兵武器与战术讲师课程，海军陆战师战术课程和航空安全官课程。

1997年，他被选入马里兰州TK的美国海军试验飞行员学校，毕业后，他被任命为海军打击飞机试验中队的试验飞行员和项目官员。

赫尔利参加了许多飞行测试，甚至是首位驾驶F / A-18E / F超级大黄蜂战斗机的海军陆战队飞行员。他已经在25多种不同类型的飞机上记录了5500多个飞行小时。

与伯肯一样，赫尔利于2000年7月被选入NASA的宇航员部队。他被选为飞行员，经过两年的培训，他被分配到TK的宇航员办公室担任技术职务，并担任航天飞机的首席宇航员支持人员任务STS-107和STS-121。赫尔利还曾担任过俄罗斯国家航空航天局运营总监，并担任过位于俄罗斯星城的加加林宇航员培训中心。

2009年，赫尔利作为STS-127的飞行员，首次乘坐Endeavor航天飞机飞行。执行此任务后，他担任宇航员办公室安全主管。

2011年，他乘坐亚特兰蒂斯号航天飞机执行了最后的航天飞机任务STS-135。

后来，在2014年，赫尔利成为了飞行运营局的商业机组人员计划的助理主任。在STS-127上，他在太空上呆了15天以上，在STS-135上，他在太空上待了12天以上。

美国国家航空航天局的SpaceX任务将如何展开？

第一阶段：发射时机很重要

猎鹰必须在美国东部时间16:33（格林尼治标准时间20:33 / 21:33 BST）离开地面，否则宇航员将无法赶上以27,000公里/小时（17,000英里/小时）的高空飞行的国际空间站。

因为猎鹰9号是两级火箭，它的下段将在关闭并分离之前的2.5分钟进行发射，这将使第二阶段再燃烧六分钟，以使Dragon进入轨道，接下来，太空舱将使用其自己的推进器完成到国际空间站的其余旅程。

火箭的第二阶段将被命令在大气层中燃烧。助推器的下段旨在降落在大西洋上的一架无人机上。

这是SpaceX的特色。

这看起来很了不起，但美国宇航局宇航员已经39年没有使用全新的太空船设计。

值得注意的是，“载人龙”所有控制按键都是触摸屏上完成的，而且它是一艘自动船，因此它自己就规划出了一条通向国际空间站的路径，为了保障安全，在发射之前，赫尔利和贝肯必须练习手动飞行，以防出现某种异常情况。

Dragon Capsule被认为可以处理所有想象中的情况，包括火箭飞行中的故障。

如果发生这种情况，该船将使用强大的内置推进系统将自己推到安全距离，SpaceX在地面和空中都预演了这种可能性。

飞行约19个小时后，该任务应使Dragon到达ISS，太空舱将与空间站的船首对齐，并以每秒几厘米的相对速度接近。

工程师说，“载人龙”号上的太阳能电池会在轨道上退化，因此美国国家航空航天局一定会在硬件性能受损之前将宇航员带回家。

第二阶段：宇航员登机时间把控

NASA宇航员赫利和贝肯穿上他们的SpaceX太空服后，将使用全新的乘员通道臂登上火箭。

全新的通道是由SpaceX2018年8月在发射板固定服务结构的80米高度处安装了一个长为25米的手臂，在航天飞机时代，NASA曾用它来发射带翼的轨道飞行器。

这是一种类似走廊的桥梁，地勤人员将确保在1小时50分钟关闭舱口之前，将宇航员安全地系在航天器内。

马斯克表示，“如果Demo-1飞行一切顺利，SpaceX将对飞船进行飞行中止测试，然后在夏季某个时候进行首次载人发射。去年八月，美国国家航空航天局揭开了Behnken和Hurley的神秘面纱，这是第一批计划乘坐“乘员龙”号飞行的宇航员。”

第三阶段：升空

起飞前四个小时30分钟，空军第45气象中队将确定发射天气良好的可能性，并宣布更新的发射预报。

如果天气不配合（或者由于其他任何原因取消了启动程序），则备份启动日期为5月30日。

SpaceX Falcon 9助推器首先其余火箭进行分开，然后与SpaceX的Demo-2进行分离。

升空大约2.5分钟后，猎鹰9的第一级助推器将与上级分离，并开始着陆准备返回地球。

SpaceX计划将火箭降落在的无人机上，该无人机将驻扎在佛罗里达海岸附近的大西洋上。

第四阶段：载人龙分离

在演示2任务中，SpaceX的“载人龙”航天器与猎鹰9火箭的第二阶段分离。

在第一阶段分离后仅几秒钟，火箭的第二阶段将为其引擎点火，约六分钟之后，“载人龙”号飞船将脱离火箭。

“载人龙”将首次在太空中。

与此同时，部署在航天器的主体中太阳能电池板开始给航天器进行供电。

第五阶段：接近国际空间站

“载人龙”需要慢慢地接近国际空间站。

一旦“载人龙”号脱离火箭的上层，航天器将执行一系列动作，以逐步接近国际空间站并自动与国际空间站对接。

分阶段进行的燃烧将使载人龙的高度上升到国际空间站的高度，国际空间站绕地球运行的平均高度约为250英里（400公里）。

当载人龙接近国际空间站时，在它周围形成一个近200米的气泡，称为“禁球”，它将与Harmony上的加压配合适配器 PMA-2的对接端口对齐。

然后，航天器将非常缓慢地朝航天站方向移动，并使用完全自主的对接系统对接，如果需要，机上的宇航员还可以接管对航天器的手动控制。

Crew Dragon预计将于美国东部时间5月28日（星期四）上午11:29（格林尼治标准时间1529）与国际航天站进行停靠。

第六阶段：太空站停留1-4个月

NASA和SpaceX尚未确定飞行任务将具体持续多长时间，他们给出的大致时间是在国际空间站停留30到119天，

任务的持续时间将取决于Crew Dragon太空舱在轨道上的状态以及下一代Crew Dragon运载工具的进度，该运载工具将在今年晚些时候发射第一个任务Crew-1。。

尽管NASA尚不确定宇航员是否会在国际空间站进行太空行走，但宇航员接受了一些太空行走培训，以防万一。

NASA官员在5月1日的任务简报中说。机组人员也受过训练，可以参加国际空间站正在进行的数百项科学实验。

第七阶段：返回进入地球大气

“载人龙”号航天器将以约17,000 mph（27,000 km / h）的速度进入地球大气层，大气中颗粒的摩擦会产生阻力，从而极大地减慢阻力，同时将胶囊的外部加热到几乎和太阳一样高的温度。

隔热罩可保护宇航员免受这些极端温度的侵害，但航天器返回后看上去不会像发射前的状态。

比如，2019年3月，SpaceX的Demo-1 Crew Dragon宇宙飞船试飞中返回时，整体呈现了烧焦的状态。

第八阶段：降落伞的部署

SpaceX将会为航天飞船部署四个降落伞。

在去年12月22日，SpaceX宣布公司已连续第十次成功完成降落伞系统的测试，这表明SpaceX最新的设计降落伞系统已经准备好供搭载其飞船的宇航员使用。

降落伞系统可以用来减缓宇宙飞船返回地球时的下降速度，SpaceX目前的设计是“Crew Dragon”降落伞系统第三个主要版本，采用了升级后的材料和改进的缝线缝合工艺，以尽可能提高降落伞飞行期间的可靠性和耐久性。

今年早些时候，在SpaceX位于美国加州霍桑市（Hawthorne）总部举办的一次活动上，马斯克告诉媒体和到场的粉丝们，SpaceX命名为“Mark 3”的降落伞系统需要至少连续10次成功测试，公司才有信心将它用于实际的载人飞行。

当时，美国宇航局局长吉姆·布里登斯汀(Jim Bridenstine)也表示，他相信SpaceX能在年底前完成全部10次测试的目标，现在，SpaceX确实已经达到了这个目标。

在发射过程中如果出现任何可能使宇航员处于危险之中的问题，应急保障系统将被启动，“Crew Dragon”宇宙飞船将携带船员远离运载火箭，它将展示载人“Crew Dragon”飞船在紧急情况下逃离危险的能力。

第九阶段：落地

最后一个阶段是工作人员将在SpaceX的GO Navigator船上附近等待，以帮助Demo-2机组人员脱离“载人龙”。

NASA和SpaceX拥有一系列标准，这些标准将确定Demo-2任务是否被视为成功。

乘员龙必须证明其能够在发射后成功分离并部署到目标轨道，在国际空间站交会并进坞，并安全地将宇航员带回地球。

最后马斯克在SpaceX上太空之际，为自己的Roadster进行了一番营销。

5月25日，据Electrek报道，马斯克近日在一个电视节目中透露，新版本的Roadster电动跑车将会使用SpaceX的“航天技术”。

马斯克表示，“在新一代的Roadster电动跑车中将会有一个选配，用户可以选择添加SpaceX公司的火箭推进器。”

具体来说，特斯拉将会在Roadster跑车中使用一种冷气推进器，即超高压压缩空气。火箭推进器将安装在车辆背后，用来实施加速、刹车和转弯，甚至还有可能让Roadster“飞”起来。

据介绍，Roadster百公里加速仅需1.9秒，扭矩可达到10000牛·米，续航里程达997公里，最高时速超过约合402公里。

特斯拉Roadster在国内已经开始预订，预订普通版Roadster需要缴纳订金33.2万元，创始人系列则需交订金165.9万元，或在2022年才能开售。