新謝潑德試飛，距太空游又近一步

文/李宇飛

美國東部時間2019年5月2日上午，亞馬遜創(chuàng)始人杰夫·貝索斯創(chuàng)辦的藍(lán)色起源公司第十一次試飛新謝潑德亞軌道火箭并取得成功。在這次試飛中，火箭和乘員艙在升空大約10分鐘后安全降落在藍(lán)色起源公司位于得克薩斯州西部的設(shè)施中。新謝潑德火箭系統(tǒng)達(dá)到距地面約105公里的高度，超過了公認(rèn)的大氣層邊界。“新謝潑德”的此次發(fā)射依然沒有搭載任何人類乘客。

雖然迄今為止還沒有人乘坐過新謝潑德火箭系統(tǒng)，但它已經(jīng)搭載進(jìn)行了許多次研究實(shí)驗(yàn)。在本次發(fā)射中，新謝潑德火箭攜帶了38個有效載荷進(jìn)入太空。其中9個有效載荷是通過美國宇航局的飛行機(jī)會計(jì)劃協(xié)調(diào)的，該計(jì)劃旨在幫助研究人員找到在適當(dāng)環(huán)境下開展太空實(shí)驗(yàn)的方法。

本次發(fā)射搭載的有效載荷包括在失重狀態(tài)下進(jìn)行3D打印的實(shí)驗(yàn)載荷，測試塵埃在微重力下行為的試驗(yàn)設(shè)備，治療零重力條件下發(fā)生的肺萎陷的新醫(yī)療技術(shù)演示設(shè)備，以及一項(xiàng)由阿拉巴馬州高中學(xué)生設(shè)計(jì)的測試微重力溫度波動的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。甚至還有兩個藝術(shù)方面的項(xiàng)目，計(jì)劃使用零重力作為創(chuàng)作藝術(shù)的媒介。

▲新謝潑德火箭點(diǎn)火起飛

可以說，“新謝潑德”是藍(lán)色起源公司目前最拿得出手的東西。通過“新謝潑德”的試飛，藍(lán)色起源成功吸引了大量公眾的注意，兜售著各種遠(yuǎn)期愿景。“新謝潑德”試飛為藍(lán)色起源撐起了一片廣闊的航天版圖。

藍(lán)色起源的太空之旅

藍(lán)色起源公司與SpaceX公司一樣，都是在2000年后創(chuàng)建的私營航天企業(yè)，也是這個領(lǐng)域的領(lǐng)頭企業(yè)之一，總部位于美國西北部的華盛頓州，公司測試和發(fā)射場地則設(shè)在美國西南部得克薩斯州的荒原之中。公司的名字之所以叫“藍(lán)色起源”，意為“藍(lán)色星球地球是生命的起源地”。這家公司從貝索斯創(chuàng)立之初，就定位為一家開發(fā)太空旅游業(yè)的公司，讓普通人，而不僅是航天員，感受到進(jìn)入太空的美妙感覺。

藍(lán)色起源公司為未來太空游客準(zhǔn)備的新謝潑德火箭是一種可重復(fù)使用的火箭。該火箭以第一位進(jìn)入太空的美國人阿蘭·謝潑德(Alan Shepard)命名。1961年5月5日，阿蘭·謝潑德搭乘“自由7號”飛船進(jìn)入太空。但與此前一個月蘇聯(lián)航天員尤里·加加林所進(jìn)行的真正環(huán)繞地球的軌道飛行不同，阿蘭·謝潑德只按照拋物線飛行了15分鐘，飛行高度最高只達(dá)到大約187公里。這種亞軌道飛行的情況剛好與藍(lán)色起源公司新謝潑德號火箭將太空旅游乘客送往亞軌道高度的功能和目標(biāo)相類似。

▲準(zhǔn)備發(fā)射的新謝潑德火箭

▲新謝潑德火箭

▲藍(lán)色起源公司的新謝潑德火箭發(fā)射升空

在新謝潑德火箭的頂部是可以搭乘6名乘客的乘客艙。整個飛行過程全部通過地面控制，不需要在火箭上設(shè)飛行員。在一次典型的太空之旅中，新謝潑德火箭首先從得克薩斯州的發(fā)射場垂直起飛，加速到三倍音速穿越大氣層。當(dāng)火箭到達(dá)地球上空100公里，即被視為外太空與地球大氣層的界線——卡門線，跨越邊界進(jìn)入太空時，新謝潑德火箭與乘客艙分離。在這之后，乘客艙將以拋物線的軌跡飛行，然后利用降落傘降低降落速度，在靠近沙漠的地面上著陸。而火箭則會再次點(diǎn)燃BE-3發(fā)動機(jī)，展開著陸支架，在混凝土著陸臺上垂直降落。所有的火箭和乘客艙都可以不斷重復(fù)使用。

藍(lán)色起源公司推出的整段太空旅程，從登機(jī)到返回地面，整個過程大約為 40 分鐘，而真正從起飛到降落的飛行過程大約需要11分鐘。乘客艙中沒有設(shè)置衛(wèi)生間和嘔吐袋，因?yàn)檫@樣長度的旅行時間，完全可以利用上人類嘔吐所具有的延遲效應(yīng)。

整個太空旅游的飛行時間雖然短暫，但對乘員艙內(nèi)的乘客而言將是一段緊張而刺激的旅程。在火箭發(fā)射過程中，乘客坐在傾斜角為70度的座椅上，可以體驗(yàn)到火箭加速所帶來的非常大的超重體驗(yàn)。火箭與乘客艙分離后，還可以讓游客體會到大約4分鐘的失重時間。此時，乘客可以解開將自己固定在座位上的安全帶，在乘客艙內(nèi)自由漂浮。乘客艙內(nèi)配有扶手而且墻壁柔軟，可以確保當(dāng)乘客失重在艙內(nèi)胡亂漂浮時，不會受到磕碰傷害。乘客艙有近六扇高度超過1米的巨大觀察窗，窗戶面積超過了乘客艙表面的三分之一。這樣開闊的視野，可以保證每一位乘客的良好體驗(yàn)，讓乘客們在太空停留的時候，有更多的觀察角度，觀察到地球在宇宙黑暗背景下美麗的弧度。體驗(yàn)過失重漂浮之后，乘客們將由地面指揮中心引導(dǎo)回到座位上，開始感受乘客艙由于受到大氣阻力，降落回地面時產(chǎn)生的高達(dá)五倍地球重力的加速度。

▲乘客艙內(nèi)景

▲打開降落傘著陸的乘客艙

以往的10次測試飛行

到目前為止，藍(lán)色起源已經(jīng)成功進(jìn)行了11次測試飛行。其中多次使用了假人，用于調(diào)試人在飛行時候的相關(guān)狀態(tài)。藍(lán)色起源成功完成了逃逸試驗(yàn)，即測試當(dāng)上升的火箭發(fā)生爆炸后，相關(guān)逃逸救生系統(tǒng)能夠及時可靠地啟動工作。逃逸試驗(yàn)已經(jīng)證明，即使在緊急情況下藍(lán)色起源也能保證太空旅游乘客的安全。

第一次試飛：2015年4月29日。

第一代新謝潑德火箭首次飛行，抵達(dá)93.5公里高度，飛船安全分離并使用降落傘返回地面，但是火箭在嘗試返回時墜毀。

第二次試飛：2015年11月23日。

新研制的第二代新謝潑德火箭第一次飛行，抵達(dá)100.5公里高度，成為人類歷史上首個抵達(dá)太空并安全返回的可重復(fù)使用火箭。之后，火箭與飛船均安全返回。

第三次試飛：2016年1月22日。

第二次成功實(shí)現(xiàn)火箭飛船回收，飛行高度101.7公里。這次使用的是第二次試飛任務(wù)中使用過的同一枚火箭。

第四次試飛：2016年4月2日。

第三次成功實(shí)現(xiàn)火箭飛船回收，飛行高度103.4公里。這次使用的火箭依舊是上次任務(wù)中使用的同一枚火箭，這是這枚火箭的第三次飛行。

第五次試飛：2016年6月19日。

第四次成功實(shí)現(xiàn)火箭飛船回收，飛行高度101公里。本次任務(wù)期間進(jìn)行了乘客艙降落傘故障實(shí)驗(yàn)。一般情況下，乘客艙在高空與火箭分離后會打開3個大型降落傘緩緩下降，但這次工程師們故意只打開兩個，結(jié)果證明即便只開兩個傘，乘客艙仍然能安全著陸，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的魯棒性。

第六次試飛：2016年10月5日。

▲新謝潑德火箭返回著陸

▲乘客艙著陸瞬間

▲著陸的乘客艙，可以看到巨大的舷窗

這是第二代新謝潑德火箭的最后一次飛行，也是它的第五次重復(fù)使用。本次任務(wù)與前幾次有很大不同。火箭在上升飛行期間，乘客艙在跨聲速條件下啟動發(fā)動機(jī)與火箭脫離，模擬發(fā)射階段遇到危險(xiǎn)時，乘客艙緊急逃離以確保太空旅客安全逃逸的過程。試驗(yàn)取得成功，乘客艙與火箭均安全返回。

第七次試飛：2017年12月12日。

這是最新研制的第三代新謝潑德火箭的第一次飛行。這枚新火箭主要提升了維護(hù)便捷度與熱防護(hù)功能，能夠更快地重復(fù)使用。與它搭配的是全新研制的第二代乘客艙。這種新飛船相比之前的一代，最大的不同在于它加裝了窗戶。在以前的飛船上，窗戶是畫上去的，并不是真的窗子。乘客艙的窗子奇大無比，有1.1米高，0.73米寬，藍(lán)色起源公司稱之為“太空里最大的窗戶”。這次測試期間，還搭載了一個假人，用于測試太空旅客在飛行全過程中將要經(jīng)歷的各項(xiàng)參數(shù)。這個假人被叫做“天行者”，一聽就知道取名字的人是個星戰(zhàn)迷。

第八次試飛：2018年4月29日。

乘客艙依然搭載測試用假人，這也是該假人第二次乘坐“新謝潑德”旅行。此外，飛行器還攜帶了美國宇航局和其他商業(yè)公司的科研載荷。

第九次試飛：2018年7月18日。

這次飛行任務(wù)主要是進(jìn)行“高空逃逸發(fā)動機(jī)試驗(yàn)”。該試驗(yàn)是為了確保乘客在飛行過程中遇到任何問題，都能從火箭上逃脫。在這個位于火箭頂部的乘客艙里，有藍(lán)色起源公司的測試假人，以及來自美國宇航局、公司和大學(xué)的有效載荷。這次逃逸試驗(yàn)是在太空中進(jìn)行的，乘客艙被推進(jìn)到了近120公里的高度。在試驗(yàn)中，當(dāng)乘客艙從火箭上被拋起時，測試假人經(jīng)歷了大約10倍的重力。這次試飛還將來自公司員工的物品送上了太空。作為藍(lán)色起源公司內(nèi)部“Fly My Stuff”項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目將把員工的物品送入太空，然后再將它們歸還給員工，給員工留下公司發(fā)展的紀(jì)念品。

▲藍(lán)色起源公司的徽標(biāo)，上面用拉丁文寫著：“Gradatim Ferociter”，意為“步步為營，勇往直前”

第十次試飛：2019年1月23日。

乘客艙上面載有美國宇航局通過飛行機(jī)會計(jì)劃資助的8個科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括用于研究地球電磁場，使用聲波測量燃料水平，以及保持緊密包裝的電子設(shè)備冷卻方法的實(shí)驗(yàn)。

▲正在使用反推發(fā)動機(jī)返回降落場地的新謝潑德火箭

穩(wěn)扎穩(wěn)打的未來計(jì)劃

藍(lán)色起源的產(chǎn)品研發(fā)采用增量式方法，每個發(fā)展步驟都建立在其先前工作的基礎(chǔ)上。公司的座右銘是“Gradatim Ferociter”，拉丁文的意思是“步步為營，勇往直前”。到目前為止，第一批測試乘客將于何時乘坐火箭系統(tǒng)進(jìn)入太空還沒有一個確切的時間表，該公司還沒有開始向客戶銷售進(jìn)入太空的門票。

本次發(fā)射的火箭是新謝潑德火箭系統(tǒng)的第三次迭代，而該公司已經(jīng)開發(fā)出第四代的火箭系統(tǒng)，用于將首批乘客送入太空。據(jù)藍(lán)色起源網(wǎng)站稱，該火箭系統(tǒng)預(yù)計(jì)將在今年某個時候發(fā)射，但具體時間仍不清楚。公司首席執(zhí)行官鮑勃·史密斯曾經(jīng)公開發(fā)文表示雖然公司現(xiàn)在消耗很大，但是也只有在確保安全的情況下，才會實(shí)施載人太空的旅游。

盡管藍(lán)色起源太空之旅的成本還沒有公布，但是考慮到藍(lán)色起源打造可負(fù)擔(dān)太空旅行的長期目標(biāo)，以及參考其他航天公司推出的類似服務(wù)的價格，預(yù)計(jì)藍(lán)色起源的太空旅行不會超過 25 萬美元，但這也超出大多數(shù)普通人的預(yù)算。

對于太空旅行的定價，貝索斯表示，“顧客的需求或許會極大地影響定價”。此外為了讓更多人能夠享受到太空飛行帶來的愉悅，貝索斯表示會考慮通過一些抽獎活動給獲獎?wù)哔浰鸵粡埫赓M(fèi)機(jī)票的提議。

太空旅行所獲得的收入將幫助藍(lán)色起源繼續(xù)實(shí)現(xiàn)其它的星際夢想，比如向地球軌道發(fā)射衛(wèi)星以及登陸月球等太空任務(wù)。此外貝索斯每年也會出售價值約 10 億美元亞馬遜股票，為藍(lán)色起源提供資金。