波音“星际航线”首次载人发射,具有历史意义的升空

在多次延误后,“星际航线”的首次载人发射标志着美国载人航天的一个里程碑

Boeing's Starliner spacecraft launches atop a United Launch Alliance Atlas V rocket.

2024年6月5日,在佛罗里达州卡纳维拉尔角,波音“星际航线”飞船在联合发射联盟宇宙神V型火箭的顶部,从太空发射综合体41号发射升空,执行美国国家航空航天局的波音载人飞行测试任务。本次任务将两名宇航员送往国际空间站。

乔·雷德尔/盖蒂图片社

波音“星际航线”的首次宇航员任务正在进行中。

星际航线,波音公司为美国国家航空航天局(NASA)开发的新型宇航员出租车,今天(6月5日)从卡纳维拉尔角太空军基地41号发射综合体升空,在经历了近二十年的商业载人计划后,取得了巨大的里程碑。

美国国家航空航天局的资深宇航员巴里·“布奇”·威尔莫尔和苏尼·威廉姆斯,他们都是美国海军前试飞员,总飞行时间达11000小时,他们乘坐的是波音“星际航线”飞船,该飞船于美国东部时间上午10:52(格林威治标准时间1452)由联合发射联盟(ULA)的主力宇宙神V型火箭发射升空。正如“星际航线”一样,这也是宇航员首次乘坐宇宙神V型火箭升空,该火箭已飞行了22年。


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“我们都知道,当情况变得艰难时(通常如此),坚强的人会迎难而上,你们都做到了,”威尔莫尔在发射台上等待升空时说。“让我们开始吧,让我们给这枚火箭加点火。”

“卡利普索,带我们去太空再回来,”飞行员苏尼塔·威廉姆斯在发射前几分钟说道,她指的是“星际航线”飞船的名字。

“星际航线”正驶向国际空间站(ISS),威尔莫尔和威廉姆斯将在那里停留约八天,对飞船进行一系列测试,以获得操作人员认证。对接计划于周四(6月6日)美国东部时间中午12:15左右(格林威治标准时间1615)进行。您可以通过我们的“星际航线”实时更新页面关注任务进展。

这次火热的发射使美国国家航空航天局离其十多年前设定的目标更近了一步:让两艘美国商业飞船投入运行,执行宇航员往返国际空间站的任务。为了实现这一目标,我们已经走过了漫长的道路,这个目标的根源至少可以追溯到2006年。

新发射的“星际航线”任务,这是一次为期约10天的短途飞行,被称为载人飞行测试(CFT),原计划于5月6日发射升空。但那次尝试在发射前约两小时被取消,原因是团队成员注意到宇宙神V型火箭上面级上有一个“嗡嗡作响”的阀门。

联合发射联盟决定更换阀门,这需要将火箭从发射台上移开,返回公司的垂直集成设施。这项工作将计划的发射推迟到5月17日,但随后又出现了另一个问题:星际航线服务舱的一个反作用控制推进器中出现轻微的氦气泄漏。

任务团队花了更多时间分析泄漏及其潜在后果,最终认为这是一个小问题,并批准了CFT于计划的6月1日发射。“有时,对于太空飞行,你会为意外情况做好计划,并设计具有裕度的飞行器,”美国国家航空航天局商业载人计划经理史蒂夫·斯蒂奇在周五(5月31日)的发射前新闻发布会上说。

“我们在氦气罐中留有裕度,”他补充道。“我们可以处理比这严重100倍的泄漏。所以 [...] 我们得出的结论是,最明智的做法是执行任务,我们可以安全地执行任务。”

然而,6月1日的尝试在发射前几分钟被中止,原因是地面设备中的电源分配源发生故障。任务团队更换了故障部件,为CFT今天的发射做好了准备。

CFT旨在彻底检查“星际航线”,以便为更长期的任务认证飞船。威廉姆斯和威尔莫尔将进行一些手动飞行,测试紧急情况,例如失去通信或电力,并进行大量汇报,以确保未来的“星际航线”乘员知道会发生什么。

如果CFT一切顺利,“星际航线”最早将于2025年搭载其首批宇航员乘组前往国际空间站约六个月。“星际航线-1号”首次运行飞行将搭载美国国家航空航天局宇航员迈克·芬克和斯科特·廷格尔,以及加拿大航天局宇航员乔希·库特里克。“星际航线-1号”乘组已经深入训练,芬克也曾担任CFT的替补。

商业载人计划的起源可以追溯到商业货运计划,该计划最早于2006年获得资助,美国国家航空航天局使用了类似的模式,让私营的无人和载人飞行器运行到国际空间站。在此之前,只有政府项目向轨道实验室运送补给;该机构官员转向工业界,以培养这些公司的独立性和复原力,同时,理想情况下,节省纳税人的成本。

商业货运计划促进了SpaceX的货运龙飞船和诺斯罗普·格鲁曼公司的天鹅座飞船的开发,这两艘飞船都已飞行了十多年,为国际空间站执行无人补给任务,并将很快将内华达山脉公司的追梦者号也送入太空。货运开发的成功帮助美国国家航空航天局在2010年授予了第一批商业载人合同,总额为5000万美元(按2024年美元计算,价值约7200万美元)给五家公司。

这五家公司包括蓝色起源、波音、Paragon Space Development Corp.、内华达山脉公司(现为内华达山脉航天公司)和联合发射联盟,每家公司都在CCDev-1(商业载人开发-1)下获得了多项载人航天技术的支持。联合发射联盟的资金帮助宇宙神V型火箭获得了载人任务的认证。

在2010年至2014年间,几轮新的商业载人资金为波音、SpaceX和其他一系列公司带来了额外支持。2011年4月宣布的CCDev-2,总共向蓝色起源、波音、内华达山脉公司和SpaceX授予了2.7亿美元。(波音公司在这一轮中获得了9200万美元用于“星际航线”,而SpaceX的7500万美元用于开发载人龙飞船。)

随着2012年8月的商业载人综合能力(CCiCap)计划,资金有所增加,美国国家航空航天局还将范围缩小到三家公司:内华达山脉公司获得了2.12亿美元用于“追梦者”号,而波音和SpaceX分别获得了4.6亿美元和4.4亿美元。

SpaceX和波音随后在2014年9月获得了最后一项主要合同,用于最终开发工作,称为商业载人运输能力(CCtCap)。当时波音的交易价值为42亿美元,而SpaceX获得了26亿美元。这笔钱还用于支付六次往返国际空间站的运营载人飞行。

与大型航天项目一样,这两家公司的航天器都遇到了许多后勤和技术障碍。美国国家航空航天局希望两家CCtCap获奖者在2017年执行宇航员飞行任务,但SpaceX的首次此类试飞于2020年发射,而波音的则被推迟了更长时间,直到今天。

许多因素导致了等待。国会多次提供的资金少于白宫和美国国家航空航天局为商业载人计划要求的资金,并且出现了技术障碍。然而,波音公司的解决方案比SpaceX花费了更多的飞行和更多的时间。

SpaceX迄今已向国际空间站发送了12次载人任务,包括2020年与美国国家航空航天局宇航员鲍勃·本肯和道格·赫利进行的为期63天的Demo-2试飞。他们的任务原定于2019年发射,就在当年3月,一艘无人载人龙飞船首次成功抵达国际空间站后不久。但仅一个月后,那艘龙飞船在其发射中止系统的地面测试中爆炸。正如人们所预料的那样,SpaceX推迟了载人发射,直到它能够解决事故原因,结果证明是一个有故障的阀门。

“星际航线”的问题更为复杂。它的首次无人任务,称为轨道飞行测试(OFT),从未按计划到达国际空间站,发生在2019年12月。飞船的计时系统出现混乱,“星际航线”号被困在一个轨道上,无法与其目的地会合。调查复杂而漫长,需要进行数十项修复,而2020年初疫情的到来进一步推迟了计划,原因是供应链问题和社会疏离要求。

“星际航线”的下一次无人飞行在2022年5月与国际空间站完美对接,但其载人飞行之路在2023年面临另一个障碍。在CFT训练流程后期,飞船又发现了新问题,需要在飞行前进行额外修复。最紧迫的问题涉及主降落伞(其承载的载荷低于工程师的预期)和飞船布线(事实证明,飞船布线在很大程度上包裹着易燃的P213胶带)。

CFT宇航员以及波音公司和美国国家航空航天局反复表示,这些问题已经成为过去,尽管在CFT期间可能会出现新问题。威尔莫尔还淡化了CFT是决定“星际航线”成功的唯一因素;他认为宇航员开发的各个阶段都“至关重要”。

“这是载人航天,”威尔莫尔在4月25日向记者解释说,当时他和威廉姆斯抵达肯尼迪航天中心进行隔离、训练和发射准备,为5月6日的尝试做准备。“你知道自从阿波罗13号以来你听到的那句谚语:失败不是一种选择。这与波音或这个计划没有具体关系。这是我们在载人航天中所做的一切。”

此外,蓝色起源最近的NS-25亚轨道载人发射中,一个降落伞未能完全打开,这促使波音公司再次检查“星际航线”自身的降落伞系统。

“‘星际航线’使用了一些与[新谢泼德]降落伞系统类似的组件,”斯蒂奇在5月31日的简报中解释道。据斯蒂奇称,蓝色起源向美国国家航空航天局、SpaceX和波音提供了NS-25飞行数据,使工程师能够确保特定组件的功能。而且,在检查数据后,斯蒂奇表示,已确定“星际航线”“可以安全飞行”。

由于国际空间站预计将继续飞行到至少2030年,未来的计划是让三艘不同的飞船运送宇航员往返轨道实验室。除了龙飞船和“星际航线”之外,俄罗斯将继续使用其联盟号飞船派遣由宇航员领导的乘组,直到至少2028年,届时该国对合作伙伴关系的承诺计划到期。

一些美国国家航空航天局宇航员继续出于政策原因使用联盟号,也是因为空间站合作伙伴希望尽可能多的备份,以防任何一艘飞船出现技术问题。

至于除了美国国家航空航天局对国际空间站的义务之外的私人“星际航线”宇航员任务,波音官员多次表示,他们希望首先专注于履行与美国国家航空航天局的合同。

在5月31日的简报中,芬克表示,CFT“将有助于继续‘星际航线’的认证过程,以便‘星际航线’1号、2号、3号,直到永远,都可以飞行并为国际空间站提供服务,这取决于波音公司,但也有其他任务可供选择。”

除此之外,CFT“真的是我们目前关注的全部,”波音公司的商业载人计划经理马克·纳皮在4月25日告诉记者。他补充说,至少还有六年的国际空间站飞行需要计划,“我们有足够的时间来考虑之后的事情。”

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伊丽莎白·豪厄尔 (她/她),博士,自 2022 年起担任太空飞行频道的专职撰稿人,报道多样性、教育和游戏等领域。在全职加入之前,她曾担任 Space.com 的特约撰稿人 10 年。

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乔希·丁纳 是 Space.com 的内容经理。他也是一名自由撰稿人、摄影师和摄像师,报道太空探索、载人航天和其他主题。他的报道涵盖了从火箭发射和美国国家航空航天局的阿耳忒弥斯 1 号太空发射系统巨型火箭到 SpaceX 为美国国家航空航天局进行的宇航员发射等各种事件。

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