人类将首次商业太空漫步

美执行“北极星黎明”任务 “龙”飞船载4人成功升空


        当地时间9月10日,美国太空探索技术公司的“龙”飞船发射升空,执行代号“北极星黎明”的航天任务,携4名美国非职业宇航员前往太空。此次任务期间,该“商业宇航团队”还计划进行首次商业太空行走。报道称,美国东部时间10日5时23分(北京时间10日17时23分),搭载“龙”飞船的“猎鹰9”火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。发射后不久,火箭一二级成功分离。火箭第一级成功降落在大西洋上的无人回收船上。发射12分钟后,飞船与火箭顺利分离,继续飞向太空。
        SpaceX开启“迄今最危险”的任务
        一直以来,太空行走属于政府宇航员的专利。但经过两年多的酝酿,SpaceX正在开启“迄今最危险”的任务——人类首次商业太空行走任务。该任务难度很高,此前在8月下旬发射“北极星黎明号”的尝试都因发射场地面系统问题和天气延误而失败。
        报道称,“北极星黎明”项目最初于2022年对外公布,由美国科技亿万富翁艾萨克曼发起,旨在推进SpaceX将人类移居其他星球的远大目标。参与本次飞行的四名宇航员都是“业余选手”,但都与航空航天领域密切相关。除富翁艾萨克曼本人外,还包括一名前空军飞行员和两名SpaceX运营工程师。
        SpaceX最初计划于美国东部时间8月26日执行任务,但已两度推迟发射。26日晚间,SpaceX称,因火箭的“快速断开脐带”出现地面氦气泄漏,决定将发射推迟至28日凌晨至清晨。如果需要,29日同一时段还有备用发射机会。
        如果一切顺利,四名宇航员将在绕地球运行的椭圆形轨道执行一系列飞行和测试任务,其中三项最受关注:尝试首次商业太空行走;刷新近几十年来人类到达的最高高度;进行“龙”飞船与“星链”卫星之间的激光通信测试。“世界上首次商业太空行走是这次飞行的最主要看点。”全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩指出,一方面,太空行走难度很大,商业太空行走的想法已提出很久,但一直未能实现。另一方面,与其他太空行走比,这次的任务较为特殊。
        “北极星”项目还有两次商业飞行
        按计划,此次“北极星黎明”任务只是SpaceX“北极星”项目三次飞行中的第一次。接下来,SpaceX还将进行另外两次商业飞行:一次仍将使用“猎鹰9”号火箭;另一次将使用SpaceX为登陆月球和火星设计的新一代重型运载火箭“星舰”。
        有评论称,纵观“北极星”项目,它是商业航天领域的又一次飞跃,凸显出商业力量对太空探索的深度参与和创新推动。但也有观点认为,就目前而言,太空飞行商业化仍有很长的路要走,商业公司铩羽而归的例子屡见不鲜。
        庞之浩表示,“商业太空飞行最重要的目的就是降低成本、提高效率。”它一般是使用比较成熟的技术,实现商业化。美国当年之所以要让SpaceX研制商业飞船,就是因为航天飞机很贵、风险很大。在它们退役后,美国就让商业航天公司接手,一改过去政府投资、大航天公司执行的模式。
        与政府主导的模式相比,庞之浩认为,商业太空公司自己研制飞船和火箭,用卖服务(打的)的模式来完成政府项目。为了实现盈利,它们会在保证安全的前提下尽可能地降低成本,节省研制时间。这也是它们进行商业航天活动的意义所在。实践证明,在商业航天市场上,新的商业航天公司前景广阔。
        美国太空探索技术公司(SpaceX)首席执行官马斯克7日高调宣布,将于2026年首次向火星发射不载人的新一代重型运载火箭“星舰”,如果一切顺利,计划4年内进行“星舰”的首次载人探测火星任务。(相关报道见10日A12版)SpaceX的激进火星计划在全球引起关注,支持者称赞其“具备开拓宇宙的划时代意义”,而反对者则批评相关技术风险太大。
        “技术需要提高1万倍”
        马斯克7日在社交媒体X上发文称,计划在下一个探测火星的发射窗口期进行“星舰”不载人探测火星任务。此次任务将验证飞船完整着陆火星的可靠性。如果着陆顺利,计划4年内进行“星舰”的首次载人探测火星任务。他还表示,一旦载人探测火星任务成功,前往火星的太空之旅将呈“指数级”增长,目标是20年内在火星上兴建自给自足的城市。
        作为SpaceX探索火星的核心装备,马斯克表示,完全可重复使用的“星舰”让大规模火星之旅具备经济可行性。“SpaceX创造了第一个完全可重复使用的火箭级,更重要的是,使重复使用在经济上可行。从根本上说,让生命在其他行星上生存,是一个将货物运送到火星的平均成本问题。”“依靠现有技术,从地球运送每吨有效载荷抵达火星表面的成本约为10亿美元。需要将其成本降低到每吨10万美元,才有可能在火星建立一个自给自足的城市,所以技术需要提高1万倍。虽然这非常困难,但并非不可能。”
        被马斯克寄予厚望的“星舰”是一种可回收、重复使用的航天运输系统。该火箭总长约120米,直径约9米,由两部分组成,第一级是长约70米的“超级重型”助推器,第二级是长约50米、可重复利用的“星舰”飞船。它的设计目标是将人和货物送至地球轨道、月球和火星等,可将超过100吨载荷送入地球轨道。美国有线电视新闻网称,今年6月SpaceX成功在“星舰”第四次试飞中取得成功,基本实现了该试飞计划的关键目标,并展示了其可重复使用性。
        去火星可谓“困难重重”
        SpaceX官网详细介绍了该公司为何要选择殖民火星。“火星平均距离地球1.4亿英里,是地球最近的宜居邻居之一。虽然温度有点冷,但我们可以使它暖和起来。火星大气主要成分是二氧化碳,此外还有氮、氩和其他一些微量元素,这意味着我们可以在火星上种植植物。火星重力约是地球的38%,所以人们可以轻易地举起重物并四处走动。此外,火星的一天与地球非常接近,有助于人类适应火星环境。”
        但NASA提到,地球和火星之间的距离在时刻复杂变化,最短距离约为5570万公里,最长距离则超过4亿公里,因此火星探测器的发射窗口期约每26个月一次。而且即便是使用推力强大的“星舰”也难以保证从地球能够直飞火星。
        SpaceX为此提出的解决方案是“太空加油”。SpaceX官网介绍说,首先将发射一艘满载燃料(约100吨)的加油版“星舰”飞船前往近地轨道待命,然后前往火星的“星舰”从地面起飞后,在轨对接补充燃料,再出发前往火星。由于“星舰”具备完全可重复使用能力,因此在轨“太空加油”的主要成本就是组成燃料的氧气和甲烷,费用并不高。目前“阿尔忒弥斯”载人登月计划也将使用同样的“太空加油”方案,确保载人登月舱和“猎户座”飞船在近地轨道加油后飞抵月球轨道。至于如何从火星返回的问题,SpaceX考虑利用火星的水和二氧化碳,人工合成氧气和甲烷作为“星舰”飞船的返程燃料,考虑到火星重力远低于地球,因此对于燃料的需求并没有从地球起飞时那么大。
        SpaceX官网还表示,预计“星舰”飞船抵达火星后,将以每秒7.5公里的速度进入火星大气层,并进行空气动力学减速,为此该飞船的防热罩被设计成可以承受多次进入。但也有分析认为,目前“星舰”飞船在第四次试飞时测试的是针对地球大气层的减速效果,而火星的大气层远比地球稀薄,因此“星舰”飞船当前的设计是否适应火星大气环境还需要更多的试验。
        批评者认为更多是在展示现有火箭的理论性能
        目前对于如何殖民火星的技术细节,SpaceX透露得很少。马斯克近日在社交媒体上表示:“我们需要首先专注于解决如何到达那里。”美国《纽约时报》7月爆料称,知情人士透露,马斯克正指示SpaceX公司研究人员深入研究一座火星城市的设计和细节,包括一个团队为小型圆顶封闭式城市制订计划,另一个团队正在研究对抗火星恶劣环境的宇航服,还有一个医疗小组正在研究人类能否在火星上生育。
        SpaceX对于火星殖民的激进计划过于粗糙,这与美国官方的谨慎态度形成鲜明对比。NASA官员此前表示,该机构预计在本世纪40年代之前不会将人类送上火星。“如果人们到达火星,迎接他们的将是贫瘠的地形、冰冷的温度、沙尘暴和无法呼吸的空气。”
        按照马斯克此前公布的计划,将在每26个月一次的火星发射窗口集中发射1000艘“星舰”飞船,每次可以将10万人送往火星,预计在2050年前将100万人送往火星。马斯克最近还表示,就地利用火星资源,对于建立自给自足的火星殖民地至关重要,SpaceX计划在“七到九年内”开始推进这一领域的努力。
        但批评者认为,SpaceX的提议更多是在展示现有火箭的理论性能,并没有认真考虑殖民火星的真正可行性。例如通常前往火星旅程将需要80至150天的时间,在如此漫长的太空旅行中,宇宙辐射对人体伤害是不可避免的——相比之下,目前在国际空间站长期生活的宇航员还能得到地球磁场的保护。《火星案例》作者、航天工程师罗伯特·祖布林明确表示“不可能让100万人登上火星”,未来火星上可能会有一些人类探索者,就像科研人员生活在南极一样,但大规模火星移民以逃避地球问题的想法只是“危险的幻想”。
        文图综合新华社、澎湃新闻、上观新闻、第一财经、环球网
        


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