郭筱曦(北京空間科技信息研究所)

這是美國載人航天的新時代,也是商業航天的新篇章,更是將要鐫刻在史冊上的全人類共同的榮耀。
自航天飛機退役后近9年來,美國航天員第一次乘坐美國載人飛船,由美國火箭從美國本土發射進入太空。
美國東部時間2020年5月30日15:22(北京時間5月31日03:22),美國太空探索技術(SpaceX)公司的獵鷹-9(Falcon-9)運載火箭將執行商業載人計劃第二次驗證任務(Demo-2)即首次載人試飛任務的“載人龍”(Crew Dragon)飛船發射升空。約12min后,船箭成功分離,載有2名航天員的飛船飛往距離地面約400km、由16個國家共同建造運營的“國際空間站”(ISS),約19h后成功對接。
其實早在2012年,SpaceX公司就已經創造過歷史了:當年5月,貨運“龍”飛船與“國際空間站”成功對接,成為首個造訪空間站的商業航天器;當年10月,執行“國際空間站”首次商業貨運合同任務的貨運“龍”飛船與“國際空間站”成功對接,正式開始為政府運營的空間站運送貨物補給。這兩次任務已足夠名垂青史,但SpaceX公司并未就此停下腳步。
5月31日,載有乘員的“載人龍”飛船成功發射并與“國際空間站”成功對接,成為首個造訪“國際空間站”的商業載人航天器。這意味著世界上除俄羅斯、美國和中國外,第4個具備載人航天發射能力的實體—“馬斯克帝國”的誕生。
2003年2月,“哥倫比亞”航天飛機在再入大氣層時解體,7名航天員殞命。而這已經是NASA損失的第2架航天飛機和第2個7人乘組。不僅如此,在每次發射和降落時萬眾歡呼的場景背后,航天飛機計劃本身也面臨日益增多的隱憂,成就斐然的同時也有巨大代價:實際運行的航天飛機,沒有完全實現設計初衷,反而因為技術復雜、投資巨大,維修準備期長,可靠性隨飛行次數的增加而不斷降低。警醒于災難,時任NASA局長肖恩·奧基夫說服時任美國總統小布什盡早完成“國際空間站”的建設,然后退役航天飛機。
2011年7月,曾主宰近地軌道30年的航天飛機終于告別舞臺。
受航天飛機退役影響最大的莫過于美國對“國際空間站”的貨物補給和乘員輪換,這些年完全靠支付高額票價購買俄羅斯“聯盟”飛船座位(2020年5月最新價格約9000萬美元一個席位)來勉強維持。
面對現實后,NASA啟動了商業貨物及載人運輸計劃,這為NASA帶來了運營管理模式上的巨大調整:NASA選定商業公司,由商業公司負責研制航天器和運載火箭并承擔主要的研制資金,航天器和運載火箭屬于商業公司,且負責計劃的整套運營,包括總體設計、研制、制造、試驗、發射和運營管理等。NASA由采購產品轉為直接采購商業公司提供的運輸服務,僅負責進度、安全監管及技術支持。NASA試圖從“探索”太空的機構轉變為“投資”太空的機構。

“載人龍”飛船成功發射后的歷史性握手(左:NASA局長吉姆·布里登斯汀,右:SpaceX公司創始人兼CEO伊隆·馬斯克)
2010年12月,SpaceX公司首次試飛貨運“龍”飛船并在繞地球軌道兩圈后安全降落,時任NASA局長查爾斯·博爾登曾激動地表示,“龍”飛船的發射成功標志著“美國再次成為太空探索的領頭羊”,其重要性“怎么評價都不為過”,并表示“這些開拓者之于航天的意義正如林德伯格之于民用航空的意義。”(查爾斯·林德伯格是全世界第一個獨自完成橫越大西洋不著陸飛行的人。)
2014年9月,在向SpaceX公司和波音公司(Boeing)授出商業載人運輸系統認證合同時,博爾登局長在發表聲明時用到了之前很少用到的“愛國精神”一詞,他說:“這是一個艱難的選擇,但對于NASA和美國都是最好的選擇。高素質的美國公司,聯合起來讓美國恢復本土載人航天發射能力,爭先為這個國家服務并結束我們對俄羅斯的依賴。我為他們所有人的創新能力、努力敬業和愛國精神鼓掌。”
2020年5月初,現任NASA局長吉姆·布里登斯汀在新聞發布會上說:“這是商業載人計劃的意義所在。這是載人航天的新一代、新時代!”發射成功后,吉姆·布里登斯汀十分激動。

本次任務航天員道格·赫爾利之子在專機上俯瞰39A發射臺
此次任務是一次試飛任務,NASA和SpaceX公司利用這次任務來認證“載人龍”飛船的天地往返運輸能力。
此次任務在肯尼迪航天中心39A發射臺進行,這也是發射1981年首架次及2011年末架次航天飛機任務的發射臺。這是自航天飛機退役后,幾近荒廢的39A發射臺再次啟用并繼續用于載人發射。

航天員乘坐特斯拉Model X前往發射臺
本次任務的2名航天員乘坐同為馬斯克創立的特斯拉公司(Tesla)的Model X全電動SUV抵達發射臺。此前,美國本土發射的載人航天任務都是用改裝拖車或房車轉運航天員,這是NASA第一次在發射前用SUV車型轉運航天員。
目前,“國際空間站”上還有1名美國航天員—第63批長期考察組指揮官克里斯·卡西迪。鮑勃·本肯和克里斯·卡西迪作為航天員辦公室前任負責人有著獨特的聯系—這是兩位前主任第一次在太空中會面;而對于道格·赫爾利來說,這是一次他與STS-127任務同事在軌道上重聚的機會。他們有可能會參與一系列艙外活動,在空間站S6桁架上安裝新電池,激活歐洲“哥倫布”(Columbus)實驗艙上的新硬件。他們還將取回隨首次和末次航天飛機任務飛行的美國國旗并帶回地球。
任務結束時,飛船將自動脫離“國際空間站”,進行為期2天的自由飛行,然后再入大氣層,在大西洋中濺落。SpaceX公司預計將在濺落1h內將航天員送回地面。
自NASA啟動商業貨運及載人計劃起,SpaceX公司就一直是積極參與者,多次刷新商業航天歷史。短短十幾年間,SpaceX公司已發展成為NASA載人航天領域最重要的商業合作伙伴之一。
2002年6月,馬斯克拿出幾乎全部身家,創立了自己的第三家公司—SpaceX,旨在降低火箭成本和發展星際航行技術。他去到各大航空航天院校、波音公司等大型企業甚至NASA“挖墻腳”,組建了具有新興商業航天公司特點的科研人員團隊。
SpaceX公司的研發始于獵鷹-1火箭,該型火箭第4次試射才獲得成功,進而為獵鷹-9火箭研制奠定了基礎。2010年至今,獵鷹-9火箭已發射85次,其中83次任務取得完全成功。

本次任務的航天員(左:航天員鮑勃·本肯,右:航天員道格·赫爾利)
不僅如此,SpaceX公司多年來一直在開發運載火箭完全、快速重用的技術,火箭第一級的海面平臺和陸地垂直著陸回收相繼取得成功,目前回收重用技術已趨于穩定。
憑借“龍”飛船,SpaceX公司先后獲得了NASA的“商業軌道運輸服務”(COTS)合同,認證其貨運能力;“商業補給服務”(CRS)合同,執行業務貨運任務;“商業乘員運輸能力”(CCtCap)合同,認證其載人運輸能力。從2012年到現在,貨運“龍”飛船已成功執行19次空間站補給任務,連同驗證任務,共為空間站運送貨物43787kg。
2020年3月,SpaceX公司的“龍XL”飛船獲NASA規劃中的月球軌道空間站“門戶”(Gateway)貨運服務合同;4月,該公司“星艦”(Starship)入圍NASA“阿爾忒彌斯”(Artemis)重返月球計劃載人月球著陸器研究合同競爭。NASA與SpaceX公司的公私合作伙伴關系從近地拓展到了深空。
盡管道格·赫爾利和鮑勃·本肯這2名航天員的專業和職業背景不同,但也有一些不尋常的緣分:兩人都于2000年7月經NASA選拔為航天員;兩人的另一半都是航天員,這兩位女航天員也是2000年7月同期選拔的;兩人首上太空時均乘坐“奮進”(Endeavor)航天飛機,都曾2次執行航天飛機任務,其中,赫爾利還是航天飛機末次任務的駕駛員。
作為此次任務的聯合指揮官,這兩位航天員都將在任務中發揮關鍵作用,但各自的職責將根據其具體經驗和專業知識進行調整。鮑勃·本肯擔任這次任務的聯合行動指揮官,而道格·赫爾利擔任航天器指揮官。
2015年7月,這2名航天員同時被選拔到商業載人計劃“骨干”團隊,接受通用訓練,并在2018年8月開始參加針對此次任務的專門訓練。作為歷史的創造者以及經驗豐富的航天員和飛行員,赫爾利和本肯會繼續在航天飛行和探索方面取得矚目成就。