新浪科技|从航天飞机到龙飞船:SpaceX接过NASA的冒险事业


新浪科技|从航天飞机到龙飞船:SpaceX接过NASA的冒险事业
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将宇航员送入太空意味着要对他们的安全负责 。
新浪科技讯 北京时间11月18日消息 , 从今年5月到8月 , 美国太空探索技术公司(SpaceX)成功完成了龙飞船的首次载人任务 , 将宇航员送入太空并安全返回地球 。 从发射到进入轨道 , 再到飞船顺利抵达国际空间站 , 直到太空舱打开降落伞 , 承受着大气层巨大的冲击溅落在佛罗里达州海岸附近的水域 , 一切都是如此顺利 。 这场商业载人飞行首秀也开启了美国太空飞行的新时代 。
然而 , 当技术人员后来近距离检查龙飞船舱体时 , 他们看到了一些不愿意看到的东西 。 在宇航员返程途中 , 保护太空舱穿越大气层的隔热板受到了严重侵蚀 , 其程度超出了SpaceX团队的预期 。
当美国国家航空航天局(NASA)的工程师妮可·乔丹(Nicole Jordan)听到这个消息时 , 她颤抖了一下 。 她在NASA的同事也有同感 。 “他们颈后的毛发都竖起来了 , ”妮可·乔丹说 , “每个人都明白问题的潜在严重性 。 ”
2003年 , 哥伦比亚号航天飞机在返回大气层时解体 , 机组人员丧生 , 当时妮可·乔丹还只是NASA的实习生 。 目前 , 她是SpaceX宇航员飞行支持项目的一名任务经理 , 在休斯顿的任务控制中心工作 , 她的必读材料之一便是哥伦比亚号失事后编写的事故报告 。 和她一起工作的工程师们有的也经历过这次灾难 , 还有的在1986年经历过挑战者号航天飞机爆炸 。 对于NASA的许多工程师来说 , 这些灾难与许多成功任务一样 , 都定义了他们的工作 。 每一次载人发射都有风险;每一次发射都是将生命置于危险之中 。 美国已经做好了再次进行定期载人发射的准备 , 但在这一努力背后的所有人 , 都永远不会将安全飞行视为理所当然 。
如今 , 埃隆·马斯克(Elon Musk)的SpaceX公司正在做着航天飞机曾经做过的工作 。 北京时间11月16日8时27分 , SpaceX的龙飞船再次从佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心发射 , 飞船上有三名NASA宇航员和一名来自日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的宇航员 。
近10年前 , NASA结束了长期的航天飞机计划 , 开始了另一项计划:利用私人公司代表NASA运送宇航员往返太空 。 今年早些时候 , 两名NASA宇航员道格·赫尔利(Doug Hurley)和鲍勃·贝肯(Bob Behnken)的成功飞行成为龙飞船项目迄今为止最重要的里程碑 。 这是自2011年以来 , NASA宇航员首次乘坐美国制造的飞船从美国发射 , 而不是乘坐俄罗斯制造的飞船从哈萨克斯坦发射 。
作为私营企业 , 如今的SpaceX公司对宇航员的安全负有前所未有的责任 。 随着未来载人飞行的常态化 , 吸取航天飞机时代的经验教训并避免重蹈覆辙 , 便成为SpaceX最重要的任务之一 。 SpaceX公司的员工已经收到了好几份简报 , 内容是这两起航天飞机事故的后果 , 包括14名宇航员的丧生;以及另外一起发生在阿波罗计划期间的发射事故 , 导致3名宇航员丧生 。 他们从NASA的老员工那里已经了解到该机构所犯的各种错误 , 以及如何避免这些错误 。 妮可·乔丹表示 , 当新工程师加入这个项目时 , 他们会被安排参观肯尼迪航天中心一个对公众关闭的房间 , 里面陈列着航天飞机的残骸 。 这会让他们牢记自己工作的危险性 。
SpaceX公司表示 , 在龙飞船首次载人任务中 , 宇航员的降落过程并没有出现险情 , “没有什么可担心的” 。 不过 , SpaceX还是决定为将来的任务重新设计部分隔热罩 。 SpaceX还对太空舱的降落伞进行了调整 , 因为在坠落时 , 降落伞打开时的高度要比工程师预期的更靠近水面 。 此外 , 由于在起飞前的一次无人飞行任务中 , 猎鹰9号火箭的助推器出现问题 , 促使该公司更换了两个引擎 。
与NASA工程师一样 , SpaceX的员工也非常清楚他们对这些宇航员的责任 。 当SpaceX公司负责人类航天项目的高级主管本吉·里德(Benji Reed)来到卡纳维拉尔角时 , 他参观了肯尼迪航天中心的七棵橡树——每棵橡树都代表着一位在挑战者号上牺牲的宇航员 。 挑战者号爆炸时 , 本吉·里德还在上六年级 。 对他来说 , 这些具有纪念意义的橡树提醒着他这份工作的重要性 。
“这些人的生命掌握在我们手中;我们的飞船把他们送到太空 , 在那里逗留 , 如果他们需要的话还可以作为救生艇 , 然后把他们带回家 , 与家人团聚 , ”本吉·里德说 , “我们非常、非常认真地对待这件事情 。 ”
20世纪80年代初 , 在成功将十几个宇航员送上月球后 , 美国将注意力转向了距离地球更近的地方 。 NASA首次推出了航天飞机 , 目的是每周将宇航员送入轨道开展研究 , 并承担部署卫星和最终组装国际空间站的工作 。 在航天飞机首次亮相后的几年里 , 每隔几个月就有宇航员飞向天空——尽管没有达到NASA预期的频率 , 但已经使发射不再成为新闻头条 。 为了再度唤起人们的兴趣 , 也为了向国会表明这个项目值得投入更多的预算 , NASA决定让第一位非宇航员人士——一位教师——飞上太空 。
对宇航员来说 , 过度的宣传使航天飞机看起来比实际上更安全 。 已退役的NASA宇航员乔治?尼尔森(George“Pinky”Nelson)说:“我们知道这是一件很冒险的事情 。 ”在那十年中 , 尼尔森参与了三次航天飞机任务 , 包括挑战者号失事前进行的第五次太空飞行任务(STS-41-C) , 以及事故发生两年后举行的第一次航天飞机任务(STS-26 , 也是发现号航天飞机的第七次太空飞行) 。
这次被称为“教师飞行”的任务在1986年1月28日起飞一分钟后便以悲剧告终 。 数千名观众 , 包括机组成员的家人和朋友 , 困惑而恐惧地盯着天空中弯弯曲曲的尾流 。 最终人们发现 , 这场灾难的原因是火箭助推器内的橡胶圈在极冷的温度下会变脆 。 NASA承包商莫顿·塞奥科公司(Morton Thiokol)的工程师们几个月前就知道这个设计缺陷 , 并一次次在回收的当助推器中看到了这个缺陷 。 工程师们将这一信息告诉了NASA的管理人员 , 后者向上级发出警告 , 称密封圈的损坏可能会导致“灾难性的失败” 。 项目经理甚至在发射前一晚的会议上提出了对密封圈的担忧 , 当天恰好是1月份最冷的一天 。 然而 , NASA高层官员否决了他们的建议 , 认为风险并不像工程师们的数据显示的那么严重 。
挑战者号事件后 , 宇航员改为穿着压力服而不是连体服发射升空 , NASA官员们也誓言不再重复之前的错误 。 许多年过去了 , 一切平安无事 。 前航天飞机项目经理兼飞行指挥韦恩?黑尔(Wayne Hale)还记得哥伦比亚号航天飞机升空前的“飞行准备评估”——最后一次飞行前召开的一次正式会议 , 管理人员将在会上决定航天飞机是否做好了发射准备 。 他在一篇文章中回忆道 , 房间里的气氛“令人压抑” 。 他说:“总体的印象是 , 人们不能对与自己无关或专业领域以外的话题提出质疑 。 ”和挑战者号一样 , 哥伦比亚号的失败也是由一个有充分证据证明的问题造成的 , 但NASA认为风险还不够严重 , 因而未能及时解决这个问题 。
在11月16日的龙飞船发射之前 , 也进行了一次“飞行准备评估” , 会议的过程却完全不同——这是一种刻意避免过去错误的努力 。 “对于最近一直在处理的非常复杂的技术问题 , 我们进行了一些非常有益的讨论 , ”负责监督该机构所有项目技术准备情况的NASA总工程师拉尔夫·罗(Ralph Roe)说 , “我们互相提问 , 我们也在互相挑战 。 ”
韦恩?黑尔和拉尔夫·罗都是在挑战者号和哥伦比亚号期间工作过的NASA“老兵” , 他们为SpaceX的工作人员做了多场讲座 , 内容是NASA从航天飞机灾难中学到了什么 。 “你不希望别人经历你经历过的事情 , ”拉尔夫·罗说道 。
尽管NASA资助了航天运输系统 , 但SpaceX公司并不是NASA传统的承包商 。 埃隆·马斯克的工程师们从头到尾设计了飞船 , 包括电脑上的飞行软件和太空舱内的马桶 。 任务控制中心位于加州霍桑的SpaceX的总部 , 公司的技术人员在那里自始至终地指导宇航员完成任务 。 对NASA来说 , 要适应这种安排——放弃对操作的控制权并学会信任SpaceX——并不容易 。 NASA商业太空飞行发展主管菲尔·麦卡利斯特(Phil McAlister)最近表示 , NASA官员觉得他们“比任何人都知道如何进行太空飞行” 。
不过 , NASA会判断SpaceX的系统是否安全 , 其人员也可以介入 。 NASA的工程师与SpaceX的同行密切合作 , 并了解该公司最详细的计划 。 “你可以看到经过电子核对的工作指令和步骤;我们能看到他们写下来的所有问题;我们可以看到他们的所有风险 , ”NASA任务负责人妮可·乔丹说 。
SpaceX的系统远没有航天飞机复杂 。 在发射后的紧急情况下 , SpaceX的太空舱可以将自己推离火箭 , 飞向安全地带 , 航天飞机则没有这一选项 。 “我认为他们是在一个比航天飞机更安全的交通工具上 , ”退役航天飞机宇航员尼尔森说 , “如果(航天飞机)出了问题 , 你就被困住了 。 没有办法逃生 。 ”
当然 , 载人航天飞行的风险仍然很大 , 困扰航天飞机计划的许多压力依然存在 。 “你永远不会有足够的钱 , 你永远不会有足够的时间 , 而且将会有比你想象的更多的技术挑战 , ”拉尔夫·罗说 , “重要的是你如何应对这些压力 。 现在回想起来 , 我们并没有很好地处理这些压力 。 ”1986年 , 当工程师们以低温问题为由敦促管理层推迟挑战者号发射时 , 一位懊恼的官员脱口而出:“你们想让我什么时候发射 , 明年4月?”今天 , NASA和SpaceX的领导层经常说 , 他们只有准备好了才会发射 。 埃隆·马斯克还延续了他的传统 , 在发射前向全公司发送一封简短的电子邮件 , 鼓励那些认为火箭不应该发射的人发言 。
“我听到我们的经理一再强调直言不讳的重要性 , 在准备好之前 , 我们不会发射 。 ”乔丹说 , “我真的相信 , 如果有人真的认为有什么地方不对 , 真的很担心的话 , 他们会说出来 。 我无法想象有人会不听 。 即使他们真的没有听 , 我也能想到很多把信息传达出去的办法 。 ”
随着SpaceX进行的发射任务越来越多 , 公司内部也需要继续保持这种紧迫感 。 航天飞机的灾难已经向我们揭示 , 自满可能是致命的 。 每一次成功的飞行都增强了NASA的信心 , 让他们相信下一次飞行也会完美地展开 。 工程师们在多次飞行中注意到 , 在发射过程中 , 航天飞机外部燃料箱上的一些泡沫绝缘材料会脱落;在哥伦比亚号的最后一次飞行中 , 正是其中一些泡沫损坏了航天飞机的隔热板 , 而在此之前 , 一切似乎都不重要 。 SpaceX的龙飞船是一个可能长达数年的项目的开端 , 它不仅搭载宇航员 , 也将搭载普通人 。 “一开始我并不担心 , 这里的人非常关注安全 , ”韦恩·黑尔说 , “但随着时间的推移 , 我们需要确保对安全的重视不会消退 。 ”
人们可能会认为 , 在NASA上一次悲剧发生17年后 , 将人类送入太空的工作变得更容易、更安全、更可靠 。 毕竟 , 人类在50年前就将宇航员送到了遥远的月球 , 而到达距离地球仅420公里的国际空间站无疑是一项更简单的任务 , 尤其是在有像埃隆·马斯克这样才华横溢、充满动力的人担任负责人的情况下 。
然而 , 现实并非如此 。 太空飞行和登月计划一样危险 。 航天机构和火箭公司必须相信他们可以突破人类成就的极限 , 但在鼓励这种自信和让这种自信影响判断之间 , 存在着一条微妙的界线 。
马斯克自己也深知这一点 。 “我不是一个很虔诚的人 , ”他在道格·赫尔利和鲍勃·本肯返回地球的那天告诉采访人员 , “但我还是为那件事祈祷了 。 ”在这个十年接近尾声之时 , SpaceX的任务看起来似乎只是例行公事 , 甚至可能没有什么新闻价值 。 但对于那些从事太空事业的人来说 , 悲剧似乎并不是会不会发生的问题 , 而是何时发生的问题 。
【新浪科技|从航天飞机到龙飞船:SpaceX接过NASA的冒险事业】“我不知道(悲剧)会不会在去往空间站的时候发生 , 也不知道会不会在尝试重返月球或前往火星的时候发生 , ”韦恩·黑尔说 , “尽管我们很想阻止 , 但糟糕的日子总会再来 。 我们需要确保我们所做的一切值得付出这样的代价 。 ”(任天)

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