炸一枚火箭完成逃逸实验,马斯克的龙飞船即将载人首飞
发射后的第 84 秒,飞行中的火箭突然炸成了一个火球,现场的人并未惊讶,因为这是安排好的实验内容。几分钟后,爆炸声从空中传来,龙飞船从爆炸产生的火球中飞出,伴随着龙飞船在空中打开降落伞,周围的人群传来欢呼声。至此,马斯克的太空载人航天之路已经全部铺好。
▲ 猎鹰火箭引爆现场,这个窜天猴够大的
其实这次火箭爆炸,是马斯克安排好的测试项目,火箭发射后爆炸是为了测试火箭的逃生系统,模拟火箭发射后可能会遭遇到的最糟糕情况。
什么是火箭逃逸系统
对载人航天来说,发射失败后的逃逸功能是必不可少的。试想一下,如果你是航天员,让你坐在装满易燃化学燃料的罐子上,并告诉你一旦罐子爆炸,你没有任何办法逃出生天,只能和罐子一起粉身碎骨,你会是怎样的感受。
▲ 龙 2 载人飞船 图片来自:SpaceX
研发火箭的专家和宇航员显然不想听天由命,所以他们准备了由固体火箭制成的逃逸塔,绑在火箭最上面,一旦火箭发射失败,就由逃逸塔带着装有航天员的舱室脱离火箭。
▲ 土星 5 号同样做过逃逸实验
拥有载人航天技术的俄、美、中三个国家,都在火箭上加入了逃逸塔的设计。
▲ 老式顶部逃逸塔设计,联盟神州都用它
其中 2018 年俄罗斯联盟号发射后 90 秒出现故障,宇航员身体因火箭震动而剧烈抖动,在 24 秒后,联盟号的逃逸塔成功启动,带着联盟号返回舱脱离火箭,成功保住了宇航员的性命。
▲ 联盟发射失败,逃逸塔挽救两名航天人
由此可见,逃逸塔对载人航天的重要性。通常情况下,火箭都会在首次载人前测试逃逸功能,中国的神舟号、美国的土星 5 号,在发射前都有测试过逃逸塔分离。
龙飞船的逃逸系统有什么不同
龙飞船在 2015 年也进行了逃逸塔点火测试,与传统逃逸塔在返回舱顶部不同,龙飞船的中止系统(与逃逸塔一个作用)由八台 SuperDraco 发动机提供动力,每台发动机可产生约 15,000 磅的推力,他们全部被安置在返回舱侧边。
▲ 龙飞船的 SuperDraco 液体发动机点火
一旦火箭发射时出现意外,龙飞船的逃逸引擎将点火启动,带着龙飞船远离爆炸的火箭。与之前的载人航天飞船不同,马斯克的逃逸引擎并没有设计在返回舱顶部,而是直接集成在可重复回收的飞船中。这样,马斯克就能完全回收飞船。在 2015 年的多次测试中,龙飞船的八台 SuperDraco 发动机都表现良好。
▲SuperDraco 使用单甲基肼燃料(燃料有剧毒)
但意外还是发生了,在去年 4 月份,龙飞船在进行 SuperDraco 发动机地面测试时发生爆炸,整个龙飞船被炸毁。经过三个月的调查,SpaceX 发布了调查报告。
▲ 阀门松动导致 SuperDraco 爆炸
一个阀门松动导致火箭发射的推进剂泄漏,从而引发了连锁反应,导致航天器爆裂。
在对故障点进行改进之后,龙飞船顺利通过地面点火测试,虽然问题已经解决,但这显然无法向 NASA 证明在「返回舱内放置液体燃料发动机」这种设计的安全性,所以马斯克策划了本次高空逃逸实验,在天空引爆一枚火箭,并让龙飞船安全着陆。
▲ 高空逃逸实验后干返回舱安全回收,在海面溅落
值得一提的是,这次引爆的火箭是并不是一枚全新的火箭,它已经执行了三次任务,这次发射是第四次,就算这次点了炮仗,也可以说是值回本钱了。
这次空中火箭逃逸实验意味着什么
从各种意义上来讲,马斯克放的「超大窜天猴」都非常值。这次逃逸实验,向 NASA 证明了龙飞船 + 猎鹰 9 火箭的安全性,并最终获得载人前往国际空间站飞行资格。
▲ 之前龙飞船 2 号已经与国际空间站进行过对接
在这次测试后的发布会上,马斯克宣布接送国际空间站乘员的任务将在今年二季度左右进行,时间基本上确定为四月到六月之间。对 SpaceX 来说,他们终于攻破了载人飞行的难题,这将是全球第一款可以载人的商用火箭。
▲ 从国际空间站俯瞰龙飞船 1 号
对 SpaceX 的老对手波音来说,SpaceX 的成功将会带给 Starliner 载人飞船带来巨大压力。要知道 Starliner 才刚刚遭遇了未能成功对接国际空间站的问题,首次无人测试就遭遇了失败。配上最近 737 MAX 的问题,现在的波音日子过得十分辛苦,一旦 SpaceX 在波音之前完成空间站载人任务,波音的 Starliner 项目可能会完全失败。
▲ 龙飞船 2 号与波音 Starliner 对比
要知道,SpaceX 龙飞船的发射成本比波音 Starliner 的成本要低不少,后者在商业上完全没有竞争力。
除了 SpaceX 外,最开心的可能就是美国航天局 NASA 了,这么多年的经费支出下,美国终于扶持出了便宜好用的国产载人飞船,而且还是商业公司研发的。从此以后,再也不用高价购买俄罗斯联盟号的座位了。