亿万富翁将引领首次私人太空行走,快来围观
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当亿万富翁贾里德·艾萨克曼(Jared Isaacman)在 2021 年自费资助一项环绕地球的任务时,该项目被宣传为儿童癌症筹款活动,并且为私人太空旅游领域带来了令人瞩目的开端。来自不同背景且此前没有太空飞行经验的四人机组人员在一个 13 英尺宽的 SpaceX 载人龙飞船太空舱中一起环绕地球飞行了三天。
回来之后,艾萨克曼觉得自己可能不会再去太空了。
“我们基本上达成了设定的每一个目标,”艾萨克曼告诉 CNN,并称“灵感 4 号”展示了来自各行各业的人怎样为环绕轨道的任务进行训练和执行。“(我想)或许我不会再回去了,或许门槛已经设得够高,此时停止正合适。”
然而,他对自身未来太空飞行的这种看法并未持续下去。
周一,艾萨克曼和三名机组人员——包括他的密友、前空军飞行员斯科特·“基德”·波蒂特(Scott “Kidd” Poteet),还有两名 SpaceX 工程师安娜·梅农(Anna Menon)和莎拉·吉利斯(Sarah Gillis)——将会抵达佛罗里达州的肯尼迪航天中心,为一次更为宏大、更具危险且更具实验性的太空之旅的发射做准备。
这项名为“北极星黎明”的任务计划起飞时间不早于美国东部时间 8 月 26 日凌晨 3 点 30 分。
虽然之前由富有的商人资助的太空任务可能让人联想到自我放纵的欢乐之旅,但“北极星黎明”是一项旨在突破界限的测试任务。
艾萨克曼、梅农、吉利斯和波蒂特将在 SpaceX 载人龙飞船太空舱中度过五天,这个太空舱将会飙升到比自 20 世纪 70 年代美国国家航空航天局(NASA)的阿波罗计划结束以来任何人所抵达的更高的高度。他们的轨道会延伸到足够高的地方,致使飞船和机组人员陷入辐射带,给本就危险的太空飞行体验又增添了一个危险因素。
这群普通公民组成的机组人员还将打开他们航天器的舱门,让自己暴露在太空真空中,这标志着非政府宇航员首次进行这样的尝试。在此次努力中,宇航员将仅依靠全新的舱外活动(EVA)套装来保护,这套装备由 SpaceX 在短短两年半的时间内设计并开发。
凭借“北极星黎明”任务,艾萨克曼——支付服务公司 Shift4 的创始人,还是一位怀揣太空旅行梦想的喷气式飞机飞行员——明确表示,他不只是对复制专业宇航员的经历感兴趣。
“贾里德(想要)做 SpaceX 不一定会自己去做的事情,以提升他们的能力,推动他们更进一步。”
“北极星黎明”任务于 2022 年首次宣布,它是“北极星计划”下三个测试和开发任务中的首个,艾萨克曼表示他将与 SpaceX 共同执行并提供资助。
“北极星计划”的最终目标是朝着验证 SpaceX 未来把人类带入更深远宇宙所需的技术迈出第一步,涵盖航天服、舱外活动(EVA)和生命支持技术。
发射后,“北极星黎明”机组人员将进入一个椭圆形轨道,该轨道距离地球高达 870 英里(1400 公里)。这已经深入到地球范艾伦辐射带的内带,其起始高度约为 600 英里(1000 公里)。据美国国家航空航天局(NASA)称,辐射带是来自太阳并与地球大气层相互作用的高能粒子聚集的区域,形成了两个危险的辐射带。
几乎在到达太空后马上,“北极星黎明”机组人员就将开始“预呼吸”过程,为太空行走做准备。这类似于水肺潜水员为避免减压病(也称为“弯曲症”)所做的事情。机组人员必须清除血液中的氮气,以便当“龙”号太空舱减压并暴露在太空真空中时,气体不会在他们的血液中形成气泡——这是一种潜在的致命状况。
“在这次任务中,我们没有气闸舱,”吉利斯告诉美国有线电视新闻网(CNN),他所指的是国际空间站(ISS)上为准备进行太空行走的宇航员准备的特殊减压舱。“北极星黎明”将采用“一种非常新颖和不同的方法”进行预呼吸过程,包括“缓慢降低舱内压力并提高氧气浓度”。
吉利斯是 SpaceX 的首席太空操作工程师,还为“灵感 4 号”任务的机组人员进行了培训。他说,与国际空间站上进行的任何预呼吸尝试不同,这个过程大约需要 45 小时——将近两天。
最后,在太空中的第三天,当“北极星黎明”机组人员位于距离地球约 435 英里(700 公里)的高空时,他们会打开“载人龙”飞船的舱门。全体四名机组人员和飞船内部的全部空间将暴露在广阔的真空中。然而,只有艾萨克曼和吉利斯实际上会离开飞船,并通过几根脐带系住。
从始至终,“北极星黎明”任务使机组人员面临的风险高于其他轨道太空旅游任务,包括SpaceX执行的将付费客户送往距离地球约250英里(400公里)的国际空间站的任务。
在SpaceX和“北极星黎明”机组人员为此次任务准备的两年半时间里,众多技术难题都得解决。
甚至SpaceX为此次任务开发的舱外活动服也是高风险的技术产品。需要说明一下,美国国家航空航天局(NASA)多年来一直努力确定一种可行的替代品,来替换国际空间站上用的那种老化且臃肿的白色航天服。
然而,雷斯曼指出,SpaceX的航天服不包括主生命支持系统(PLSS),这本质上就是个背包,能让国际空间站的宇航员在太空中更自由地漂浮,执行诸如在空间站外维修和更换硬件之类的复杂任务。相反,“北极星黎明”机组人员将通过连接到航天器的长软管获得生命支持。
然后是“乘员龙”飞船本身的问题。艾萨克曼说,为确保飞船的航空电子设备——也就是用于导航和通信的电子设备——能在“北极星黎明”任务期间遭遇的强辐射环境中存活。
艾萨克曼说,SpaceX团队用辐射冲击航空电子元件,直到它们损坏,以精确确定该技术可能在何时以及如何失效。
梅农说,一旦“乘员龙”飞船暴露在太空真空中,飞船内的部件在太空行走后舱内重新加压时可能会释放出毒素——这是用于制造各种部件的某些材料的自然特性。
为避免这种情况,SpaceX的首席太空操作工程师、同时也将担任机组医疗官的梅农说,“乘员龙”以及飞船上的许多硬件部件在进入太空前基本上都经过了烘烤处理,这么做是为了排出大量毒素。
“烘烤处理”包括将飞船置于高温真空室中,让硬件在飞行前释放毒素。
据梅农所说,SpaceX 还启用了自动重启软件,此软件能够在无人为干预的情形下,对或许因辐射而发生故障的计算机展开故障排查。
依航空航天的标准来看,在不足三年的时间里完成这样一项新颖的任务,其速度快得令人难以相信。
赖斯曼在提及 SpaceX 所进行的快速开发以及广泛的地面测试时说道:“速度更快未必风险就更大。在测试中承担较大风险,然而失败后果较轻的话,会减少后期失败后果严重时的风险。”
但他接着补充道:“(这次任务)你应该感到紧张。不管啥时候,你头一回尝试某件事,都会存在重大风险。等太空行走结束,他们回到舱内,舱门关上并锁好时,我就会安心许多。”
艾萨克曼讲,SpaceX 团队试图借助一系列测试来降低风险,并为每一个潜在的挑战做好准备,有些测试挺简单的,就像把手扶栏放进一个设定为零下 90 摄氏度的冷冻室,瞧瞧暴露在太空中的梯子摸起来会有多凉。
据艾萨克曼所言,他们甚至把航天服带到了新墨西哥州白沙导弹靶场的一处测试场地。在那儿,航天服遭到了以轨道速度飞行的小块碎片的撞击,以此查看它们怎样能够承受微流星体的撞击,并避免可能危及机组人员的穿孔。(绕地球轨道运行的物体时速超过 17000 英里。)
由于机组人员在预呼吸期间会严重依赖氧气供应,所以时间会极其有限,这加大了完美完成太空行走的压力。
“我们在飞行器上有五、六天——也许能延长——的生命支持,”艾萨克曼说道。“所以你得特别确定你的系统在哪些地方有容错和冗余。你也得特别确定天气(对于溅落返回地球而言)。”
在谈到机组人员将要面临的挑战时,艾萨克曼补充讲道:“当然啦,开发项目里的风险比往返国际空间站要大——但也大不了太多……而且有些(风险)坦白说就是没法避免的。”
“北极星黎明”号的机组人员告诉美国有线电视新闻网(CNN),对于执行这样一项实验性任务,他们毫无保留。吉利斯和梅农都表示,他们在太空探索技术公司(SpaceX)多年的工作经验——特别是在“载人龙”项目上的经验——让人更安心了。
波蒂特此前在空军服役 20 年,还在战斗机公司德雷肯国际为艾萨克曼工作过。他表示,“北极星黎明”号任务展示了太空探索技术公司团队“在短短几年内能够完成的事情,这真正证明了其专业精神。
“我绝对没有任何保留意见,”波蒂特补充道。“我完全相信并确信,他们在为我们的任务做准备时,已经把所有细节都处理妥当了。”
艾萨克曼表示,他在太空追求大胆壮举的灵感部分源于太空探索技术公司的创始使命:正如首席执行官埃隆·马斯克所言,要使人类成为多行星物种,为未来人类在火星或其他外星上生活和工作铺平道路。
在“灵感 4 号”起飞前的那个夏天,艾萨克曼参观了太空探索技术公司在得克萨斯州南部的设施。那里是该公司星际飞船火箭的测试和发射操作地点——这是有史以来最大的运载火箭,马斯克称其为将首次把人类送上火星的运载工具。
艾萨克曼说,那次访问“简直就像一次宗教体验”。“我们被那些将帮助人类前往火星并真正探索我们太阳系的人所包围。我不知道——这让我成了一个实打实的信徒。”
太空探索技术公司无疑也很有争议,尤其是围绕马斯克,他最近更多地因其政治倾向和言论而非太空雄心而成为新闻焦点。
艾萨克曼称赞马斯克拥有推动太空探索技术公司日常运作的愿景。但他补充说:“太空探索技术公司是一个非常非常大的组织,不幸的是,很多时候,我觉得一切都归结到一个人身上。”
“当我在太空探索技术公司——我在那里花了很多时间——我见不到副总裁,也见不到主管。我与很多(年轻员工)交流,”艾萨克曼说。“我认为太空探索技术公司正在进行我们这个时代最不可思议的冒险……有可能解开生命的奥秘。我们到底从哪里来?我们的目的是什么?我们可能会对这些答案感到非常震惊,而且,在这个过程中,发现:谁知道什么样的技术可能会改变人类的存在——我们在这个世界上的轨迹。”
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