原标题:SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售

  经过两个多月的太空旅行,载人龙飞船终于返回了地球。

  北京时间8月2日7时35分,两名宇航员道格·赫尔利(Doug Hurley)和鲍勃·贝肯(Bob Behnken)乘坐载人龙飞船,从国际空间站分离并返回地球。经过约19小时多的飞行,于北京时间8月3日2时48分成功降落在墨西哥湾。

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第1张

离5月31日载人龙飞船成功发射,已经过去了64天。正如此次Demo-2任务的成功发射一样,载人龙飞船的返航本身,就在创造历史——这是第一次由美国私营商业公司建造的载人飞船成功往返国际空间站。


  将人类送出并返回地球,在商业载人航天史上,SpaceX是第一家成功的公司;而马斯克,是第一个改写了这项历史的人。从曾经不被看好的“陪跑员”到“领跑员”,马斯克和SpaceX用了18年。

  SpaceX结束了只有政府拥有航天器的时代,不仅实现了“从0到1”的颠覆式创新,更快速实现着“从1到N”的迭代升级与商业上的巨大成功。太空商业化的全新时代由此启幕。以下:

  1、载入龙飞船如何返回地球?

  北京时间8月2日7时35分,道格·赫尔利和鲍勃·贝肯在国际空间站工作的另三名宇航员的帮助下进入了离地超300公里的国际空间站。在太空航行了两个月后,载人龙飞船终于返回地球了。

  为了保障返航,NASA和SpaceX为载人龙飞船在佛罗里达海岸附近提供了7个备选降落点,分别是:彭萨科拉、坦帕、塔拉哈西、巴拿马城、卡纳维拉尔角、代托纳和杰克逊维尔。

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第2张

龙飞船与国际空间站分离前的6小时,SpaceX和NASA根据具体情况共同决定了本次首选溅落区为彭萨克拉(Pensacola)。


  当两位宇航员登上龙飞船,一切准备就绪。北京时间8月2日7:35,龙飞船与国际空间站正式分离。在分离时,龙飞船和它的躯干大约重27600磅。返航过程大致可以分为以下几个阶段:

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第3张

首先,龙飞船的航天器在设定时间内与国际空间站的气闸进行了分离。然后,龙飞船启动了引擎,通过燃烧产生反推力助其进入一个低轨道,使其与溅落区对齐。


  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第4张

龙飞船与国际空间站分离时刻


  接下来,龙飞船与释放内置散热器及太阳能电池的躯干分离(躯干将在大气层中燃烧),以减轻重量。然后飞船执行脱轨燃烧,并将其安置在合适的轨道上进行溅落。在躯干分离和脱轨燃烧完成后,龙飞船太空舱重约21200磅。

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第5张

龙飞船与躯干分离示意图


  在躯干分离、确认过回收区域的情况后,龙飞船再次启动引擎以使其脱离轨道,按预期的降落地点进入大气层。在进入大气层之前,龙飞船用于保护对接系统的前锥完成封闭。

  龙飞船进入大气层时的飞行速度甚至可以达到音速的23倍(17500英里/小时)。这期间就会产生令人难以想象的巨大空气摩擦,并导致飞船外的温度达到1925摄氏度(3500华氏度)。同时还会造成飞船与地球之间的通信中断,持续约4分钟。

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第6张

龙飞船从轨道返回地球,承受着返回大气层时产生的强烈热量


  在穿越上层大气后,龙飞船需要打开降落伞以降低飞船到达低层、密度更大的大气层时的速度。在海拔5500米(18000英尺)处,两个锥管降落伞打开,让飞船保持平衡。同时,引擎也会点火使太空舱减速。在海拔1830米(6000英尺)的地方,四个主降落伞被打开,太空舱速度能降至190公里/小时(119英里/小时)。

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第7张

龙飞船从国际空间站返回后,在4个降落伞的引导下溅落在大西洋上SpaceX的工作人员会提前到达备选溅落点,从水中回收太空舱。两艘救援船“搜寻者”(Go Searcher)和“领航员”(Go Navigator)在佛罗里达海岸附近的墨西哥湾和大西洋海域进行了搜救。这两艘船上都有超过40名来自SpaceX和NASA的专业人员。


  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第1张

龙飞船成功溅落经过约19小时多的飞行,龙飞船于北京时间8月3日2时48分成功溅落在墨西哥湾。美国宇航局的宇航员仍然安全地呆在飞船内,并称,“我们目前很好。”这是第一次商业公司建造和运营的美国飞船从国际空间站搭载宇航员返回。


  SpaceX的机组人员Mike Heiman说:“奋进号,我代表SpaceX和NASA团队,欢迎大家回到地球,感谢SpaceX的飞行。”

  搭载SpaceX人员的两艘快艇则从主回收船出发。第一艘检查太空舱的完整性,并测试周围区域是否存在自燃推进剂蒸汽。第二艘负责安全回收龙飞船的降落伞。

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第9张

救援船

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第10张

龙飞船成功被装载在回收船上之后,主回收船将龙飞船船员舱吊到主甲板上,放置在稳定的位置以便打开舱门,等待医务人员进行初步检查,并协助两位宇航员出舱。


  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第11张

北京时间8月3日4点整,龙飞船舱门打开

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第12张

宇航员出舱离开太空舱后,两名宇航员立即被送往回收船上的医疗区进行初步评估。经过初步的医疗检查后,贝肯和赫尔利将乘直升机回到岸上,随后两名宇航员登上已经等候着的NASA飞机回到休斯顿。


  这是继阿波罗号后,宇航员第一次在海洋降落。贝肯此前在接受采访时表示:“我们很兴奋参加这次飞行,并最后降落在水面上。我们最初的商飞团队里,没有人有过太空舱降落的经历,所以我们很期待。”

  2、返航有多难?

  返回地球,是本次Demo-2飞行中最关键的部分。将宇航员安全带回家,龙飞船才算完成了这次使命。

  即使是一向自信的马斯克,也在先前的采访中流露出对于返航的担忧,他说:“他们的返回,某种程度上比发射更危险,因此在他们安全返回之前,我们不会宣布胜利”。

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第13张

马斯克出现在地面控制中心关注龙飞船返回马斯克更多的担忧在于龙飞船本身的设计:在初代龙飞船的背风面有一个简单的圆锥形,基本就是飞船的后壳,所以它非常对称,没有特别的突起或别的东西。但在载人龙飞船中,由于飞船后壳的侧面安装了逃生推进器就造成了不对称。


  当然,在那次采访中,马斯克也强调称,SpaceX和很多工程师已经对载人龙飞船的设计进行了方方面面的测试。这套设计在载人飞行前也进行了发射测试。在2019年3月2日进行的无人轨道航行(即Demo-1任务)中,龙飞船就成功完成了和国际空间站的对接并安全返航地球。

  但在2019年4月20日的静态火焰测试中发生了爆炸事故(显然是由于四氧化二氮泄漏),摧毁了Demo-1航天器。然而,SpaceX公司在2020年1月19日又一次做了测试,另一艘龙飞船成功通过飞行空中中止系统的测试。所以,在NASA的严格监督下,SpaceX为载人飞行做足了准备。

  马斯克在采访中表示:“我们已经研究了六种方法,所以我并不认为Demo-2计划会失败。我只是有点担心它后壳上的不对称结构,以及如果转太多的话,可能会出现一个奇怪的滚动耦合。虽然我认为这个风险很低,但却也是我最担心之处。”

  好在龙飞船经住了考验,马斯克的担心没有发生,安全实现了返航。

  3、两个多月的太空之旅,宇航员们做了什么?

  得益于日新月异的通讯技术发展,宇航员在太空的一举一动都可以及时传达到地球。

  早在几年前,NASA就让SpaceX为国际空间站送去了一个叫做OPALS的装置(Opals stands for Optical for Lasercomm Science)。用更快的激光通讯取代S波段的卫星通讯,航天员便可以轻易地在太空上网,分享他们的所见所闻。

  那么,长达两个多月的太空之旅中,宇航员们完成了哪些任务?

  ▋太空行走

  龙飞船与国际空间站对接后,共有四次出舱任务,最后一次太空行走时间为7月21日。

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第14张

本次龙飞船宇航员贝肯与ISS上的宇航员卡西迪在进行工作


  美国东部时间7月21日下午12点41分,本次随龙飞船发射的宇航员贝肯,和之前已在国际空间站的宇航员卡西迪(Chris Cassidy),成功进行了长达5小时29分钟的太空行走。

  两人共同完成一系列旨在升级国际空间站系统的任务——包括安装保护存储单元、移走空间站太阳能电池组底部起重装置、为今年晚些时候SpaceX货运任务的商业气阀做准备等等。

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第15张

对于两位宇航员来说,这都是他们个人航天生涯的第10次太空行走。贝肯目前已经完成了61小时10分钟的太空行走,这使他成为美国太空行走时间第三长的宇航员。而卡西迪目前已经进行了54小时51分钟的太空行走,在全球太空行走时间排行榜上排名第九。


  在国际空间站上,宇航员们通过太空行走,帮助升级了空间站的能源供应系统,协助完成了一些琐事,以支持轨道实验室的装配和维护。据NASA统计,宇航员们这次在国际空间站完成了约114个小时的研究。

  ▋总观太空

  除了空间站的维护任务,宇航员们还“兼职”担任了优秀的宇宙摄影师。从山脉、冰川,到湖泊、海洋、沙漠等等,极尽展现了地球及宇宙无法用语言形容之美。

  以下图片摘自宇航员贝肯和赫尔利的推特:

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第16张

阿曼及阿拉伯海上的美丽荒岛Masirah


  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第17张

2020年大西洋飓风季的首个飓风Hanna


  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第18张

地中海与利比亚的分界线


  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第19张

国际空间站视角的日出时刻


  在目前的条件下,我们大多数人只能在地球仰望星空,而宇航员们则通过影像,从“上帝视角”为我们带来不一样的视野。

  自1961年加加林作为首位进入太空的宇航员向人们描绘宇宙的浩瀚与感动后,前往太空的数位宇航员都展示出一种奇妙的认知转变。参与阿波罗14号登月任务的埃德加·米切尔(Edgar Mitchell)就曾说:

  “你会立刻产生一种全球意识、一种以人为导向的情怀、一种对当前全球状态的强烈不满以及一种做些什么来改变这一切的冲动。从月球上看去,国际政治显得如此小家子气。”

  这种心理后被称为“总观效应”(overview effect),指的是人在航行太空时,从多数人无法体验的角度回望地球时,产生的认知改变。

  执行本次龙飞船任务的两名宇航员在接受采访时,贝肯也谈到了这种感受:“从宇宙往下看地球,它没有国界,它很脆弱。我认为目前在新冠疫情中,我们也正在经历这样的事。它把世界所有人联系起来,让我们重新考虑我们的联系,让我们明白共同努力向前,对我们有多重要。”

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第20张

7月5日的暗夜,一名NASA宇航员漂浮到国际空间站的窗口,凝视着地球的边缘,等候奇观的出现。当空间站在中东上空倾斜时,今年新发现的新智慧星(NEOWISE)及其发光的彗尾出现在黎明前的地平线上。然后它几乎和喷着灰尘和气体的太空岩石出现的速度一样快,消失在眩目的阳光中。


  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第21张

对我们大多数人来说,得益于科技的迅猛进步、宇航员们的拍摄,我们不必冒着生命危险飞到太空去看这样的场景,就可以欣赏到这样的宇宙奇观,未尝不是一种幸运。


  贝肯和他的宇航员同事们记录了数百张照片。英国的图形艺术家肖恩·多兰(Sean Doran)从NASA的图像档案中下载了这些照片,然后编辑成了一部惊艳4K超清延时视频,并分享到了推特、Youtube等网站。

  通过视频,观众仿佛真的置身于距地球三百多公里的空间站上,以17500英里/小时的飞行速度在观测这颗“新晋网红”彗星升起。今年下半年,NEOWISE慧星即将离我们越来越远,也随之变暗,下次回归将会是6000多年以后。

  ▋“最后”的小任务

  2011年美国最后一家航天飞机退役时,曾在国际空间站留下了一面国旗。NASA当初为了增加这场商业航天竞赛的意义,宣布说要将这面旗帜奖励给第一个将宇航员送上空间站的公司。

  九年后,SpaceX超越了所有的竞争对手,拿回了这面极具纪念价值的旗帜。

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第22张

按照目前的计划,这面国旗只会被SpaceX保存一段时间,美国已经在为接下来的登月任务作准备,届时,这面国旗还将在阿耳忒弥斯登月计划中继续前往月球。


  4、成功返航意味着什么?

  本次Demo-2任务是SpaceX公司载人航天系统的最后一次重大测试。在本次国际空间站的测试中,贝肯和赫尔利,以及在国际空间站的宇航员卡西迪和伊万尼辛(Anatoly Ivanishin)还对龙飞船的船舱宜居性进行了评估。

  NASA现已确认这代龙飞船可以满足他们的所有要求,包括飞船的发电能力、软件与生命支持系统性能、宜居性等各方面因素。在获得NASA的认证后,龙飞船在未来将用于执行运载人员往返国际空间站的任务。

  这也意味着自2011年美国航天飞机退役后,美国宇航员不得不购买俄罗斯联盟号船票的尴尬境地将得到彻底改变,美国的宇航员终于可以不用坐着俄罗斯的飞船上下班了。

  在此之前,每位宇航员搭乘联盟号的船票价格已从2000多万美元涨到8000多万美元。SpaceX有能力承担商业载人航天的任务,并不断致力于降低航天成本。

  Demo-2返航后,SpaceX和NASA的专业团队会确认用于认证的所有数据,各项指标的反馈将影响接下来的载人航天计划。

  美国东部时间7月28日,NASA还正式官宣了参与Crew-2计划的4名宇航员名单。这将是SpaceX公司第二次向国际空间站的龙飞船载人飞行,是NASA商业乘员计划的一部分。

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第23张

NASA的宇航员Shane Kimbrough和Megan McArthur将分别担任此次任务的指挥官和飞行员。而日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的宇航员Akihiko Hoshide和来自欧洲航天局(ESA)的宇航员Thomas Pesquet将作为专家加入。


  Crew-2计划预计于2021年春季发射,四名宇航员将在国际空间站待长达6个月左右的时间,与空间站的其他几名宇航员,协同完成大量的科学研究。

  对大众来说,太空之旅再也不是白日做梦。目前,SpaceX已经与一家初创公司Axiom Space达成合作协议。最早在2021年下半年,龙飞船会将三名私人付费的太空游客送上国际空间站,同行的还有一名经过Axiom专业训练的指挥官。他们将在国际空间站上生活至少8天,体验微重力环境,并欣赏到只有在空间站才能欣赏到的地球景观。这将是有史以来第一次完全私人的太空站旅行。

  NASA也已经宣布,将允许游客访问国际空间,每人费用约为5800万美元(约4亿元人民币),其中包括3.5万美元每晚的住宿费,最长可达30天。

  此前,NASA局长吉姆·布里登斯廷今年5月在推特上宣布,将与汤姆·克鲁斯赴太空合作拍摄一部电影,这也将是有史以来第一部在太空拍摄的叙事长片。由此看来,汤姆·克鲁斯去国际空间站上拍电影的计划也快实现了。

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第24张

5、载人飞船只是起步,马斯克的火星梦想在路上


  载人龙飞船的成功发射,是商业航空发展史上的重要里程碑。当然,对于马斯克和SpaceX来说,这只不过是宏大商业版图的冰山一角,是实现移居火星梦想的开篇。

  马斯克说,“希望这迈出旅程的第一步,去开发火星和多行星文明——以月球为基地,从地球扩展,这需要大量的创新和技术。但今天发生的这一切,大家都能看到它真实可信。”

  不断创造着商业航天奇迹的SpaceX,最终宗旨是要降低太空运输成本,提高太空服务能力,使人们能够在火星建立新的文明。

  马斯克曾在2016年的一次公开演讲中表示:“如果能把移居火星的成本降至美国房价的中值,大约是20万美元,那么在火星成功建立自给自足文明的可能性就很大。”

  他相信,在SpaceX等的努力之下,“未来会有一天,任何人只要想上火星,并为此存钱,他们总有一天能够攒足钱,买票搬到火星居住。”

  今年1月,马斯克在推特上表示:“我们每年将建造100艘星际飞船,10年内数量就可以达到1000艘,这也就意味着每年的运力可达1亿吨。每当地球和火星轨道同步时,就可以同时把大约10万人送往火星。”SpaceX要在2050年前将100万人送上火星,这是一个跨越行星的宏伟计划。

  从一开始,SpaceX的口头禅就是,目标要够远大,近乎不可实现更好,不要听别人的劝阻。埋头苦干,辛苦耕耘。

  十年前,人们不相信、甚至嘲讽着马斯克天马行空的梦想。但到了今天,这位“硅谷钢铁侠”用实际行动一步步证明了他的商业版图并非是在痴人说梦。

  正如马斯克所言:“科技不会自动发展,只有在众多工程学家努力解决不断出现的问题时,它才会得以发展”。这些走在前沿探路的人们,让明天的人类文明更加璀璨。

  

SpaceX的载人龙飞船成功返回地球,飞往太空的船票或将于明年开售 SpaceX 载人飞船 飞往太空 第25张

所有伟大的梦想都是一样的,饰演超人的演员克里斯托弗·里夫(Christopher Reeve)说过,伟大的梦想最初看起来都是不可能实现的,然后变成不大可能,然后是大获成功。你只需要相信自己,不囿于迷惑怀疑的茂林中,坚持问自己一个问题:如果马斯克所说的都实现了呢?


  References:

  1). NASA推特、官网:https://www.nasa.gov

  2). SpaceX官网:https://www.spacex.com

  3). Axiom Space官网:https://www.axiomspace.com

  4). 克里斯蒂安·达文波特《下一站火星:马斯克、贝佐斯与太空争夺战》

  5). 马斯克演讲《Making Humans a Multiplanetary Species》

  6). Astronauts often describe a powerful 'overview effect' when gazing at Earth. Here's what it is and why it may be essential to space missions, Dave Mosher, BUSINESS INSIDER

  7).Before 2 astronauts can fly home to Earth on SpaceX's Crew Dragon capsule, NASA says they'll need to scan the ship's plasma-blocking belly for damage, Dave Mosher, BUSINESS INSIDER

  8). A jaw-dropping 4K video shows Comet Neowise rising above planet Earth from the view of an astronaut in space, Dave Mosher, BUSINESS INSIDER

  9).《突破:龙舟飞行》,纪录片汉化/水山

  10).《载人龙飞船最后一考,瞄准8月2日重返地球》BY 三体引力波(ID:the-3body)

  11).《SpaceX载人首飞成功后,拟9月起正式执行NASA载人合同》,网易科技

  12).《刚刚,马斯克改写人类航天史!SpaceX实现全球首次商业载人发射》作者/ 李贤焕 寇建超,BY DeepTech深科技(ID:deeptechchina)

  13).《Space X首次载人火箭发射成功,龙飞船承载马斯克“火星殖民”野心》作者/霍思伊,BY 中国新闻周刊(ID:chinanewsweekly)

  14).《马斯克的龙飞船成功对接国际空间站!刚好过境中国上空,还发生了一点小“事故”》,BY 量子位(ID:QbitAI)

  15).《创造历史!Space X载人龙飞船发射成功,“钢铁侠”张开双眼,望向苍穹!下一步火星移民?》BY 证券时报网(ID: wwwstcncom)