來(lái)源：極客公園
白色機(jī)殼，黑色鉚釘，自帶后工業(yè)主義朋克風(fēng)的 SpaceX 載人龍飛船回來(lái)了。
SpaceX 的載人龍飛船成功濺落在墨西哥灣海面上 | NASA
兩個(gè)月前的 5 月 30 日，鮑勃 · 本肯和道格拉斯 · 赫爾利，兩位 NASA 宇航員成為了世界關(guān)注的焦點(diǎn)。他們搭乘 SpaceX 的載人龍飛船，從肯尼迪航天中心 39A 發(fā)射升空，經(jīng)過(guò) 19 個(gè)小時(shí)的長(zhǎng)途跋涉，順利抵達(dá)國(guó)際空間站。
來(lái)自 NASA 商業(yè)載人航天項(xiàng)目（NASA Commercial Crew）的宇航員鮑勃 · 本肯和道格拉斯 · 赫爾利 | NASA
本肯跟赫爾利的主要職責(zé)，是進(jìn)行任務(wù)代號(hào)為「Demo 2」的測(cè)試工作。從發(fā)射到空間站對(duì)接，再到乘坐返回艙返程，二人要對(duì) SpaceX 載人航天系統(tǒng)，做全程監(jiān)測(cè)。
當(dāng)然，他們上天不光做相對(duì)枯燥的工作。本肯還完成了兩次太空行走，更換了空間站外部的電池。
正在執(zhí)行太空行走任務(wù)的鮑勃 · 本肯 | NASA
赫爾利則在空間站的穹頂艙中，透過(guò)六扇明窗，用快門盡情抓拍湛藍(lán)的地球。從白天到黑夜，他把照片上傳到了 Twitter ，分享給了全世界。
道格拉斯 · 赫爾利在國(guó)際空間站拍攝的地球照片 | NASA
兩個(gè)月的太空漂泊無(wú)疑是漫長(zhǎng)的。北京時(shí)間 8 月 2 日 7 時(shí) 35 分，本肯跟赫爾利操縱龍飛船與國(guó)際空間站分離。
載人龍飛船啟動(dòng)與國(guó)際空間站的脫離程序 | NASA
離開(kāi)空間站后，龍飛船還要在軌道上繞行 18 個(gè)小時(shí)。之后，開(kāi)啟推進(jìn)器，離開(kāi)軌道沖入地球大氣層，期間經(jīng)歷了高達(dá) 3500 華氏度的極端溫度，飛船外部隔熱板的安全性能受到了極大考驗(yàn)。
啟程返回地球。這是測(cè)試中最危險(xiǎn)的階段任務(wù)之一，大約要經(jīng)歷 19 個(gè)小時(shí)的未知旅程。
假設(shè)天氣狀況不理想，NASA 和 SpaceX 會(huì)推遲載人龍飛船的脫軌點(diǎn)火。NASA 工作人員表示，載人龍飛船上的補(bǔ)給物資可維持三天。
幸運(yùn)的是，兩位宇航員乘坐的龍飛船順利進(jìn)入大氣層，降落傘打開(kāi)。北京時(shí)間 8 月 3 日 2 時(shí) 48 分，龍飛船在墨西哥灣成功濺落。
順利濺落在墨西哥灣水域的載人龍飛船 | NASA
航天，安全比酷炫更重要
不同以往 SpaceX 火箭助推器回收過(guò)程中垂直著陸的驚艷，龍飛船采用的是最傳統(tǒng)、最保守的飛船再入返回模式，即傘式海上濺落。
為什么一貫「喜歡冒險(xiǎn)」的馬斯克，會(huì)采用有悖于自己風(fēng)格的保守方式來(lái)回收飛船呢？
要知道，這并非馬斯克的本意。
在載人龍飛船最初的設(shè)計(jì)方案里，除了要滿足可復(fù)用、可回收的基本原則，采用助推器軟著陸返回的方式，也是飛船最亮眼的標(biāo)配設(shè)計(jì)。這基本等同于獵鷹九號(hào)垂直著陸的技術(shù)原理和呈現(xiàn)效果。
載人龍飛船的原始設(shè)計(jì)是通過(guò) SuperDraco 發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，進(jìn)行垂直著陸的。這是之前原型機(jī)測(cè)試點(diǎn)火的照片 | SpaceX
不過(guò)，就當(dāng) SpaceX 在 2017 年把引以為傲的設(shè)計(jì)方案遞給 NASA 時(shí)，卻遭到了對(duì)方的堅(jiān)決抵制。因?yàn)檩d人龍飛船的這些新功能，如果集成在一起，不確定性因素太多了。
盡管龍飛船在推進(jìn)懸浮、發(fā)射中止逃生、垂直著陸等多次測(cè)試都沒(méi)有出現(xiàn)事故，但都未能消除 NASA 決策層的疑慮。
1986 年 1 月 28 日發(fā)射的航天飛機(jī)挑戰(zhàn)者號(hào)，在升空后 73 秒爆炸解體 | NASA
和大多數(shù)人一樣，他們認(rèn)為技術(shù)革新相比載人航天的安全性來(lái)說(shuō)，顯然沒(méi)那么重要。畢竟，NASA 被之前航天飛機(jī)的兩次事故嚇破了膽，不得不做保守派。
當(dāng)然，SpaceX 同樣看重保證宇航員的生命安全。助推器著陸原本是 SpaceX 為載人飛船登陸火星的最好方式，但它需要從安全角度對(duì)質(zhì)量做出保證。SpaceX 最終轉(zhuǎn)變了思維，取消了龍飛船助推器著陸的功能。
載人龍飛船的終版設(shè)計(jì) Demo，取消了著陸架的設(shè)計(jì)，但依然保留了 SuperDraco 發(fā)動(dòng)機(jī)的配置，用于發(fā)射時(shí)緊急逃逸功能的實(shí)現(xiàn) | SpaceX
閹割后的載人龍飛船，雖依然保留著助推器，但砍掉了著陸架。取而代之的降落方案就是我們今天看到的海上傘降濺落和海上搜救。
飛船傘降濺落的返回過(guò)程，雖然在視覺(jué)上不及發(fā)射的場(chǎng)面震撼，但它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了入軌發(fā)射時(shí)的難度。因?yàn)榘l(fā)射依靠的的獵鷹火箭，無(wú)論是運(yùn)載能力還是可靠性，已在過(guò)去 3 年的高頻發(fā)射中獲得了認(rèn)可。
而龍飛船的載人回收，還是頭一回。它考驗(yàn)的不是火箭，而是飛船自身。
首先，載人龍飛船脫離軌道進(jìn)入大氣層時(shí)，會(huì)與空氣摩擦產(chǎn)生巨大的熱量，最高可達(dá) 3500 華氏度。這對(duì)飛船的防熱系統(tǒng)是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)，當(dāng)然，這也是測(cè)試的其中一項(xiàng)。
其次，過(guò)載環(huán)境和振動(dòng)環(huán)境對(duì)船上電氣控制系統(tǒng)也是一種考驗(yàn)，高溫將造成飛船與地球之間的通信中斷，預(yù)計(jì)將持續(xù)約 6 分鐘，因此飛船返回艙的再入角度必須要控制好。
脫離規(guī)定進(jìn)入大氣層，龍飛船的返回艙會(huì)與空氣摩擦產(chǎn)生巨大的熱量，最高可達(dá) 3500 華氏度 | SpaceX
以往，幾乎所有的飛船都是在陸地著陸。龍飛船之所以不在陸地著陸，SpaceX 考慮到氣象風(fēng)場(chǎng)等測(cè)量偏差導(dǎo)致的著陸落點(diǎn)偏移較大的問(wèn)題。在海上著陸顯然不用擔(dān)心地面人員安全性的問(wèn)題。
航天不能總是一味地追求酷炫。雖然發(fā)動(dòng)機(jī)反推垂直降落能提供極佳的落點(diǎn)精度，但代價(jià)是對(duì)反推發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性要求很高，一旦出現(xiàn)問(wèn)題后果不堪設(shè)想。
最后一考
事實(shí)上，「Demo 2」執(zhí)行的任務(wù)不是單單的某項(xiàng)測(cè)試，而是看載人龍飛船從發(fā)射到回收的整體表現(xiàn)。盡管這艘飛船的完美升空得到了 NASA 的官方認(rèn)可，但飛船從太空返回地球的路上，還有許多風(fēng)險(xiǎn)。
在濺落前，龍飛船要用降落傘對(duì)抗地球引力，以達(dá)到平穩(wěn)著陸的目的。
它有兩套錐管降落傘，在海拔 18000 英尺的高空展開(kāi)，此時(shí)的飛行速度約為每小時(shí) 350 英里。當(dāng)飛船位于 6000 英尺左右的高度時(shí)，飛行速度可以將至每小時(shí) 119 英里，然后四個(gè)主降落傘將全部展開(kāi)，為飛船著陸最最后的減速。
考慮到飛船降落角度可能帶來(lái)的著陸點(diǎn)偏移，官方給出的降落地點(diǎn)，分別是彭薩科拉、坦帕、塔拉哈西、巴拿馬城、卡納維拉爾角、代托納和杰克遜維爾這 7 個(gè)佛羅里達(dá)海岸附近的區(qū)域。
在龍飛船與國(guó)際空間站分離前的 6 小時(shí)，SpaceX 和 NASA 根據(jù)具體情況共同決定了本次首選濺落區(qū)為彭薩克拉。
救援船「Go Navigator」很早就開(kāi)往可能濺落的水域 | NASA
SpaceX 的工作人員已先前抵達(dá)這七個(gè)降落地點(diǎn)，并派出兩艘救援船「搜尋者」 ( Go Searcher ) 和「領(lǐng)航員」 ( Go Navigator ) 在佛羅里達(dá)海岸附近的墨西哥灣和大西洋海域進(jìn)行搜救。
這兩艘飛船上有 40 多名來(lái)自 SpaceX 和 NASA 的飛船工程師、水上回收專家、醫(yī)療專業(yè)人員、飛船船員、NASA 貨運(yùn)專家以及其他協(xié)助回收工作的人員。
最終，龍飛船在北京時(shí)間 8 月 3 日 2 點(diǎn) 48 分濺落墨西哥灣。兩位飛行員稱「目前很好」。
龍飛船返回艙被打撈至救援船的甲板上 | NASA
濺落發(fā)生后，搭載 SpaceX 人員的兩艘救援船立即從主回收船上撤離。第一艘船主要負(fù)責(zé)檢查太空艙的完整性，并測(cè)試龍飛船周圍區(qū)域是否存在自燃推進(jìn)劑蒸汽。一旦清理完畢，船上的人員開(kāi)始為打撈飛船做準(zhǔn)備。第二艘快船負(fù)責(zé)回收已經(jīng)從太空艙脫離并在水中的降落傘。
此時(shí)，主回收船可以進(jìn)入并開(kāi)始將龍飛船的船員艙吊到主甲板上。一旦返回艙進(jìn)入主回收船，它先是被轉(zhuǎn)移到一個(gè)穩(wěn)定的位置，以便打開(kāi)艙門，等待醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行初步檢查，并協(xié)助本肯和赫爾利離開(kāi)飛船。
工作人員打開(kāi)艙門，將兩位宇航員小心翼翼從返回艙中挪出 | NASA
從飛船濺落到宇航員出艙，整個(gè)過(guò)程持續(xù)了一個(gè)多小時(shí)。北京時(shí)間 8 月 3 日 4 點(diǎn)整，龍飛船艙門打開(kāi)，兩位宇航員出艙。
離開(kāi)龍飛船太空艙后，本肯和赫爾利將立即被送往回收船上的醫(yī)療區(qū)進(jìn)行初步評(píng)估。這一程序跟乘坐聯(lián)盟號(hào)的宇航員返回地球的方式類似。
經(jīng)過(guò)初步的醫(yī)療檢查后，本肯和赫爾利將立即搭乘直升機(jī)前往肯尼迪航天中心醫(yī)院，接受全套的醫(yī)療服務(wù)，最后回到德州休斯頓的約翰遜航天中心。
宇航員本肯和赫爾利在龍飛船「進(jìn)取號(hào)」（Endeavour）艙門打開(kāi)后，微笑著對(duì)著鏡頭豎起了大拇指 | NASA
與此同時(shí)，龍飛船將被送回 SpaceX 公司位于佛羅里達(dá)州的 Dragon Lair 接受檢查和處理。SpaceX 的團(tuán)隊(duì)將對(duì)本次測(cè)試飛行中龍飛船的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和功能表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估，以完成 NASA 商業(yè)載人航天（NASA Commercial Crew）以及國(guó)際空間站項(xiàng)目對(duì)執(zhí)行任務(wù)的飛行系統(tǒng)的認(rèn)證。
至此，龍飛船 Demo-1 的全部任務(wù)總算圓滿謝幕了。
停泊在國(guó)際空間站的龍飛船 | NASA
SpaceX 向 NASA 證明了載人龍飛船完全有能力，作為運(yùn)送美國(guó)宇航員往返于地球與國(guó)際空間站的常規(guī)運(yùn)輸工具。
用于執(zhí)行「Crew-1」任務(wù)的 SpaceX 獵鷹 9 火箭一級(jí)助推器已經(jīng)在 2020 年 7 月 14 日抵達(dá)肯尼迪航天中心 | SpaceX
接下來(lái)，SpaceX 將為即將到來(lái)的正式任務(wù)——「Crew-1」做準(zhǔn)備。具體任務(wù)執(zhí)行前，SpaceX 需要獲得 NASA 的正式授權(quán)認(rèn)證。
成功的話，下一次正式飛行任務(wù)將由指揮官 Michael Hopkins, 飛行員 Victor Glover，任務(wù)專家 Shannon Walker 這三位來(lái)自 NASA 的宇航員，以及來(lái)自日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu) JAXA 的任務(wù)專家野口聰一組成。
正式任務(wù)的代號(hào)為 Crew-1，將依然從肯尼迪航天中心的 39A 發(fā)射臺(tái)啟程，四位機(jī)組成員預(yù)計(jì)會(huì)在國(guó)際空間站逗留 6 個(gè)月的時(shí)間。
目前，官方尚未給出下次發(fā)射的確切時(shí)間，因?yàn)橥瓿烧J(rèn)證大約需要六周的時(shí)間，初步預(yù)計(jì)至少要等到 9 月底。
不過(guò)現(xiàn)在，NASA 和 SpaceX 的工作人員應(yīng)該先開(kāi)瓶香檳，干了這杯慶功酒。
51 年前的今天，阿波羅 11 號(hào)濺落，從月球成功返回。而 45 年前的今天，Apollo-Soyuz 測(cè)試項(xiàng)目的飛船濺落，這也是 Apollo 系列飛船的最后一次飛行。
時(shí)隔 45 年，載人飛船重回美國(guó)本土 | NASA
歷史仍在繼續(xù)創(chuàng)造中。
