我们应该对“星际客机”滞留宇航员感到多担心?

在首次载人飞行中,波音“星际客机”宇宙飞船令人不安的技术故障导致两名宇航员滞留在国际空间站

Boeing’s Starliner spacecraft approaches the International Space Station on its first crewed test flight

2024年6月6日,波音“星际客机”宇宙飞船搭载美国宇航局宇航员布奇·威尔莫尔和苏尼·威廉姆斯,在高出太平洋上空的位置接近国际空间站,准备对接。 “星际客机”的硬件问题无限期地推迟了宇航员返回地球的时间。

美国国家航空航天局约翰逊航天中心

编者注 (6/28/24):在周五举行的新闻发布会上,美国国家航空航天局官员强调,“星际客机”的两名乘客并非“滞留”在太空。他们可以在国际空间站停留尽可能长的时间,只要机构愿意,但如果情况需要,乘坐“星际客机”回家是安全的。该机构正在推迟他们的返回,以便收集尽可能多的数据,以解决未来飞行中的问题,而不是出于对本次任务回家之旅的任何安全担忧,官员们指出。“我们对这些问题[有足够的了解],可以安全返回,”波音公司商业载人计划副总裁兼项目经理马克·纳皮说。“我们对这些问题的了解还不够[深入],无法永久解决它们。”

对于波音公司问题缠身的“星际客机”宇宙飞船上的两名美国国家航空航天局宇航员来说,原本计划的国际空间站(ISS)短期试飞,最终被证明是一场漫长的苦旅。

在两次因技术困难(包括航天器推进系统中的氦气泄漏)而中止的发射台之旅后,宇航员布奇·威尔莫尔和苏尼·威廉姆斯终于在6月5日搭乘“星际客机”发射升空,执行原定为期八天的国际空间站任务。第二天,他们成功将绰号为Calypso的宇宙飞船与国际空间站对接,与已在空间站上的七名宇航员会合。但根据美国国家航空航天局6月21日晚些时候发布的公告,这对宇航员最早要到7月才能返回地球。他们的返回已被搁置,以便工程师有更多时间来解决发射后航天器上出现的两个棘手的硬件问题。


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目前,尽管宇航员暂时被困在轨道前哨站,但他们仍然安全。 前美国国家航空航天局宇航员,曾在 2004 年至 2005 年在国际空间站停留半年多的 黎罗伊·焦奥表示,Calypso 的技术问题“似乎相当小”。 “布奇和苏尼如果需要,可以在国际空间站上停留几乎无限期,所以他们没有危险。”

除了之前已知的氦气泄漏外,在 Calypso 飞往国际空间站的任务期间,控制人员发现该航天器的推进系统又出现了四处泄漏。惰性气体用于将推进剂推送到航天器的姿态控制系统(RCS)推进器,这对于微小、精确的机动至关重要。 失去足够的氦气可能会导致它们失效。 然而,随后的测试表明泄漏量很小,而且“星际客机”携带了足够的氦气,因此这只是一个很小的问题。 该航天器还拥有更强大的发动机,具有足够的推力来进行主要机动——例如脱轨返回地球。

美国国家航空航天局商业载人计划经理史蒂夫·斯蒂奇在 5 月 31 日发射前氦气泄漏事件发生后不久举行的新闻发布会上表示:“我们可以处理……比这严重 100 倍的泄漏。”

另外,当 Calypso 接近国际空间站时,其 28 个 RCS 推进器中有 5 个发生故障。 原因尚不清楚,但据认为与氦气泄漏无关。 斯蒂奇在 6 月 18 日的新闻发布会上表示,后续诊断清除了五个故障推进器中的四个,使其恢复正常运行。 预计它们将在航天器最终离开国际空间站时可用,届时它们将用于将“星际客机”推离空间站,并正确调整航天器的方向,以便顺利重返大气层。 即使所有五个推进器再次发生故障,其他 RCS 推进器也可以接管以弥补损失。

斯蒂奇在美国国家航空航天局关于最新延误的公告中表示:“我们正在从容不迫地进行,并遵循我们的标准任务管理团队流程。” “我们正在让数据驱动我们的决策,以管理我们在交会和对接期间观察到的小型氦气系统泄漏和推进器性能。” 他在 6 月 18 日的新闻发布会上指出,国际空间站延迟离站的一个关键根本原因是“我们无法取回硬件”。 虽然“星际客机”的乘员舱将完好无损地返回地球,但其服务舱(包含 RCS 推进器和泄漏的氦气系统)将被抛弃,在高层大气中焚毁,从而无法对故障部件进行进一步的直接调查。

与此同时,美国国家航空航天局官员坚持认为,“星际客机”“在空间站发生紧急情况时,仍然可以返回[地球]”,并且物资充足的国际空间站可以轻松容纳威尔莫尔和威廉姆斯的延长停留。 尽管如此,时间仍在流逝:“星际客机”的设计是在国际空间站停留六个月,但 Calypso 在首次载人飞行中并未配备可支持如此长时间停留的设备。 焦奥指出,该航天器仅获得正式认证可在空间站对接 45 天,“因此,除非重新认证,否则它最多只能在国际空间站停留几周。” 如果到 7 月 20 日下午仍与国际空间站对接,则该航天器将超过此限制。 然而,根据路透社的报道,可以征用各种备用系统将 Calypso 的停留时间延长至 72 天。

在航天论坛和社交媒体平台上,许多人猜测,如果“星际客机”被证明无法返回地球,可能会通过 Crew Dragon 进行救援任务,Crew Dragon 是波音公司航空航天竞争对手 SpaceX 建造和运营的航天器。 这种情况目前看来不太可能发生,并且尚未引起任何官方公开承认,但这肯定会很讽刺:2014 年,美国国家航空航天局选择了这两家公司来建造将宇航员送入轨道的航天器,为波音公司的“星际客机”提供了 42 亿美元——远远超过了为开发 Dragon 提供的 26 亿美元,这种差异至少部分与波音公司认为 SpaceX 可靠性较低的说法有关。

此后,“星际客机”因多次失误而被推迟,到目前为止,已使波音公司损失约 15 亿美元,因为该公司的航空部门一直在努力应对丑闻螺旋式危机,原因是其最新的商用飞机 737 Max 存在灾难性缺陷。 SpaceX 方面,其首批宇航员搭乘 Crew Dragon 在四年多前发射升空,此后又为美国国家航空航天局和其他客户执行了十几次额外的载人任务

李·比林斯 是一位科学记者,专门研究天文学、物理学、行星科学和航天,并且是大众科学的高级编辑。 他是广受好评的著作《五个十亿年的孤独:在星空中寻找生命》的作者,该书于 2014 年荣获美国物理学会的科学传播奖。 除了为大众科学撰稿外,比林斯的文章还发表在纽约时报华尔街日报波士顿环球报连线新科学家大众科学和许多其他出版物上。 比林斯是一位充满活力的公众演说家,曾为美国国家航空航天局的喷气推进实验室和谷歌做过特邀演讲,并曾担任国家地理、突破奖基金会、先锋工作室和各种其他组织举办的活动的主持人。

比林斯于 2014 年加入大众科学,此前曾在SEED 杂志担任编辑。 他拥有明尼苏达大学新闻学学士学位。

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