扫码打开虎嗅APP
本文来自微信公众号:太空与网络(ID:satnetdy),作者:张雪松,题图来自:视觉中国
波音公司星际线(Starliner)飞船的首次载人飞行测试,发射准备阶段就多次出现问题。
6月6日,飞船终于飞抵国际空间站,并与空间站对接成功。然而星际线飞船对接前就有氦气泄露问题,对接后泄露问题仍然存在,这导致原计划在空间站只停靠9天的飞船,返回时间一再拖延,现在甚至已无法明确返回日期。美国宇航员何时回来,怎么回来,已经成为全球瞩目的巨大悬念。
真的回不来了吗?
我们首先来看,波音飞船是否真的“完蛋”了。
高压氦气用于燃料增压,如果压力下降太多,就无法把燃料挤压输送到发动机,也就是燃料再多也用不了。这艘星际线飞船在发射前,就已经检测到氦气泄露问题,控制人员采取措施隔离泄漏管线,但并没有彻底解决问题。当然,氦气泄露并不严重,就算这么泄露几十天,剩下的压力也足够飞船返回时展开机动变轨了,否则NASA也不敢放行发射啊。
此外,波音飞船发射后,28个反作用控制系统(RCS)发动机中还有5个失灵,好在修复了其中的4个,还有1个始终失效。但波音毕竟是航空航天工业的老手,基本的冗余设计还是不会忘记的,1个发动机失效,并不会影响飞船的正常工作。
除了氦气泄漏之外,工程师们还在调查反应控制系统RCS推进器,该系统在飞船前往国际空间站的途中被关闭。其他四个推进器只是被飞行软件暂时关闭,后来又重新启用。此外,Starliner服务舱中的RCS氧化剂隔离阀未正确关闭。
总的说来,波音星际线飞船这次飞行毛病层出不穷,但不出大的意外,正常返回还是没问题的,NASA已经批准星际线飞船可在紧急情况下返回,说明问题影响不大。
媒体报道,NASA商业载人项目经理史蒂夫·斯蒂克在当地时间6月28日召开的媒体电话会上说,工程师团队最早将于7月2日开始,在美国新墨西哥州白沙导弹靶场对星际线的推进器技术进行一系列地面检查和测试,这可能需要花费数周时间,测试完成之后才会研究星际线的返回着陆计划。因此,在这些测试完成之前,还不能给出具体的返航日期。
斯蒂克强调,两名美国宇航员目前非常安全,并没有“被困在太空”,“我们的计划是仍然让他们乘坐‘星际线’飞船返回”。
由此可见,NASA和波音现在反复推迟飞船返回时间,主要是泄露发生在服务舱,而服务舱返回时就会抛弃,现在多花时间查明泄露原因、获取更多的数据,既确保返回时万无一失,也方便后续的改进工作。
有哪些备用救援方案?
波音星际线飞船虽然问题不大,但多次推迟返回时间,一定程度上说明波音公司还是有些心虚,不敢打包票。我们就来替NASA操操心,万一飞船情况进一步恶化,航天员不能乘坐波音飞船回家,该怎么办?
联盟MS-25载人飞船和SpaceX载人龙飞船
最低成本的解决方案,是蹭坐SpaceX的龙飞船。
现在国际空间站除了停靠有星际线飞船,还对接着一艘Crew-8任务的载人龙飞船,以及俄罗斯一艘联盟MS-25载人飞船。联盟号飞船只能带3个人,是真的爱莫能助,但载人龙飞船最多可以塞7个人,而现在的乘组是4个人,乘坐星际线上天的两位美国宇航员挤一挤,6个人返回还是没问题的。不过,真发生了这么魔幻的事情,对老牌航空航天巨头波音来说,可真是脸都丢到天外去啦。
其实,“向竞争对手低头”的类似事件早有先例。当年执行空间站货运补给任务的轨道科学公司,自家的安塔瑞斯火箭起飞时爆炸了,不得不购买竞争对手联合发射联盟的宇宙神5火箭进行发射;而SpaceX星链的竞争对手一网公司(OneWeb),更是“低声下气”地买下猎鹰九号发射一网卫星。
然而,载人龙飞船设计上号称能带7个人,现在乘组是4个人,硬要临时多带两个人返回,理论上还是有些风险的。那么,还有没有其他的办法呢?
有。SpaceX公司Crew-8任务的飞船预定8月返回,下一次载人任务Crew-9的载人龙飞船,目前计划是8月发射升空,星际线飞船在此之前必须分离,为它腾出对接口。如果星际线飞船确定无法安全返回,更可能的解决办法,是Crew-9干脆只带两名宇航员升空。最终,让星际线飞船的两名宇航员和他们一块返回。
除非万不得已,且的确是无法保证飞船安全性了,否则波音不会考虑这一方案,任务指挥官布奇·威尔默(Butch Wilmore)和飞行员苏尼·威廉姆斯(Suni Williams),还是只能“怎么来的就怎么回——乘坐漏气的星际线飞船返回地球。
中国能否出手相救?
我们注意到,不少网友调侃说, NASA和波音可以考虑求助中国,发射神舟飞船上天拯救美国宇航员。
当年美国主导的国际空间站,拒绝了中国参与,让我们不得不独立发展载人航天,现在这个提议虽然蛮有想法,但其实是没有什么可行性。原因有三:
中国空间站运行在倾角42度的轨道上,而国际空间站是在倾角51度的轨道上,咱们酒泉发射中心用长征-2F火箭发射神舟飞船时,无论是助推器、一子级还是整流罩的落区,以及飞行沿途的测控站布置,都是围绕射向倾角42度的轨道设计的方案。如果中国真的要开展救援,就需要把神舟飞船发射到倾角51度的轨道,不说地面站测控范围的问题,一子级和整理罩也将坠落在新的落点,相关责任谁来承担?
现在长征-2F火箭发射神舟飞船,几乎是顶着运力上限发射,飞船要进入51度倾角的太空轨道,光靠长征-2F火箭恐怕有些力不从心,需要飞船机动提升轨道,这也带来了额外的风险。
最重要的是,对接口不匹配。波音星际线和SpaceX载人龙都用LIDS对接口,LIDS的机械对接部分源自更早的俄罗斯APAS对接系统。虽然我国的对接系统也借鉴了APAS,但都是独立研制的。别看它们都有一个冷战时期的老祖宗,外形上看起来很相似,但无论是对接传感器还是机械结构,美国LIDS和我国的对接系统,研发中没有经过双方协调,现在自然也不兼容,真不是一回事。
更不要说美国的LIDS是电磁低冲撞力系统,我国的是传统机械系统对接,速度快撞击力更大,适配的可能性为零。
总而言之,无论是长征-2F火箭、神舟飞船还是对接机构,都不支持我们开展国际太空救援。波音飞船若出现事故,神舟飞船的确是爱莫能助。
本文来自微信公众号:太空与网络(ID:satnetdy),作者:张雪松