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美国第一艘商用载人飞船还在多远的未来?

时代财经 发布于 2019年07月23日 12:02

美国第一艘商用载人飞船还在多远的未来? 要闻 第1张
图片来源:网络

希望落空,美国的载人航天飞行测试似乎只能再次延期。日前,太空探索公司SpaceX公布了其“龙二”飞船(CrewDragon)爆炸原因,并表示它可能无法在2020年前进行搭载宇航员的飞船测试。

同为美国国家航空航天局(NASA)开发载人仓的波音,在去年八月同样因燃料系统发生异常,大幅拖慢了开发进度。根据NASA官网最新公布的时间表,波音将在下月中旬进行其载人仓CST-100Starliner首次不载人的轨道飞行测试。
美国商用载人计划筹备至今已有9年,在此期间两家公司的各项计划都经历了种种推迟,在此情况下,SpaceX或者波音还要多久才能向NASA交付美国第一艘商用载人飞船?

“龙二”载人首飞在何时?

7月15日,SpaceX公布了“龙二”飞船爆炸的原因:飞船的推进器超级天龙座(SuperDraco)内的阀门故障导致推进剂泄露,由此引发连锁反应,最终使得飞船爆炸。

据悉,此次出故障的阀门被称为止回阀,由钛制成,被设计成使材料仅在一个方向上通过。

异常发生在“龙二”飞船例行静态点火测试前约100毫秒。

“阀门故障使得推进剂NTO(四氧化二氮)在地面处理过程中进入了高压氦管。在发射逃逸系统的快速初始化期间,一些NTO通过氦气止回阀被高速驱动,导致了止回阀内的结构失效。钛组件在高压NTO环境中的失效引起了止回阀的点火,从而引发了最终的爆炸。”SpaceX在调查报告中如此写道。

为了解决这一问题,SpaceX已将其他“龙二”太空舱中的止回阀替换成了爆炸隔膜。相比于仅允许液体在一个方向上流动的止回阀,这些爆炸隔膜直到被高压打开之前都是完全封闭的,调查报告将新组件描述为“能够彻底地降低风险”。

SpaceX的构建和飞行可靠性副总裁Hans Koenigsmann在此次新闻发布会上表示,对事故的调查仍在进行中,他估计SpaceX主导的调查(包括NASA的参与)大约完成了80%。

Koenigsmann说,SpaceX没想到将NTO驱入钛成分会导致“如此猛烈的反应”。该公司在调查报告中称,多年来,钛已在许多其他航天器被安全使用。

同时SpaceX还指出,这次的意外虽然发生在推进器SuperDraco试点火前,但和SuperDraco自身关系不大,事实上在爆炸现场收集回来的SuperDraco引擎都保持地相当完好,这为SuperDraco的稳固性提供了注脚。

爆炸发生在今年的4月20日,当时SpaceX正在对“龙二”飞船进行飞行中止测试,以测试当太空舱发射失败时,逃生系统是否安全有效。

据悉,这是SpaceX计划对“龙二”飞船进行的四次飞行测试中的第三次。前两次分别为逃逸与悬停测试和一次飞往国际空间站的轨道飞行测试,已各自于2015年和今年3月份完成。

按照原计划,如果这次的飞行中止测试成功完成,SpaceX将在今年7月进行一次载人测试。但在这次爆炸发生后,Koenigsmann在发布会上承认,SpaceX的首次人类航天飞行可能会推迟至2020年,“年底?我不认为这是不可能的,但它越来越难。”

延期一次又一次

这不是SpaceX第一次对“龙二”飞船飞行测试的延期。

2011年7月,美国亚特兰斯号航天飞机飞回地球并安全着陆,从而结束了其25年的服役生涯,光荣退役。美国“航天飞机时代”由此结束的同时,也意味着美国将只能依赖俄罗斯的载人飞船将宇航员送往空间站。

而根据NASA在2016年发布的一份审计报告,在2006年从2018年的这12年,NASA为此向俄罗斯航天集团支付了高达约34亿美元的费用,期间每个宇航员每次往返的价格从约2130万美元涨到了约8190万美元。

为此,在亚特兰斯号航天飞机退役之前的2010年,NASA就已启动新一轮名为“商用载人航天计划(CCDve)”的项目,并向本国的商业企业公开招标,以开发更可靠、更低成本的商用载人航天飞船。

与以往的载人飞船不同,此计划中飞船的归属权属于研发企业本身,NASA只是购买飞船的“载人服务”。但为了控制安全、进度和经费,NASA设置了大量“里程碑”对中标企业进行控制,还设置了大量验收试验(比如逃逸试验、热真空试验、电磁兼容试验等)。

当NASA的认证通过之后,中标企业将根据合同向NASA提供至少两个甚至多达六个航班,这些航班能够将四到七名机组人员运送至国际空间站。

美国第一艘商用载人飞船还在多远的未来? 要闻 第2张
波音和SpaceX载人航天飞船参数对比 数据来源:NASA官网 时代财经卢洁萍制

2014年9月,SpaceX和波音公司分别与NASA签署了价值高达26亿美元和42亿美元的合同。按照原计划,SpaceX和波音公司本应在2017年就完成认证前的不载人飞行测试和载人飞行测试。

然而,现实的情况是,直到今年3月,SpaceX才完成了一次前往空间站的不载人飞行测试。去年6月,波音的CST-100Starliner更是在一次失事应急发动机测试过程中出现推进剂泄漏问题,至今都未完成一次不载人的飞行测试。

时至今日,这两家公司的认证通过时间只好一推再推。根据NASA官网发布的最新数据,在经历了8次推迟后,SpaceX的认证通过时间暂定在今年9月,而波音的认证通过时间则推到了明年1月。

美国第一艘商用载人飞船还在多远的未来? 要闻 第3张
波音和SpaceX认证通过时间推迟情况 来源:美国政府问责局官网

再买两个座位

美国政府问责局在今年六月的一份报告中如此建议,如果两家公司在2020年9月前还无法完成载人航天测试,NASA应该制定一份应急方案以确保该国宇航员能继续前往空间站。

事实上,早在今年二月份,因为担心SpaceX和波音直到明年都无法进行首飞,NASA已表示将向俄罗斯航天集团再额外购买两个到国际空间站的座位。

只是NASA预算向来紧张。7月17日,NASA局长JimBridenstine更是如此对一参议院小组表示,如果美国国会不通过该机构2020财年的财政预算,继续将预算保持在2019财年的水平,新月球着陆器的开发将会被中止。

Bridenstine说,“现阶段的预算僵局以及随之而来的开支冻结,将会对该机构在2024年年底前,把第一位女性和下一位男性宇航员送上月球的目标造成‘毁灭性’的打击。”

与此同时,SpaceX也同样面临着预算紧张的局面。为了节省开支,SpaceX今年年初裁掉了577名员工,数量约为其全部员工的10%。“为了继续为我们的客户提供服务,并成功开发星际飞船(SpaceX用于运送人和货物往返火星的火箭与太空船)和组建Starlink(由数千颗微型卫星组成的太空互联网,旨在实现全球高速网络覆盖),SpaceX必须成为一家更精简的公司。”SpaceX在一份声明中如此写道。

SpaceX的首席执行官埃隆马斯克(ElonMusk)表示,如果SpaceX不削减成本,StarLink和星际飞船足以使“公司破产”。

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