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波音载人飞船首飞失败!SpaceX领先半步,迟来的私营载人航天时代

近日因 737 Max 客机停产深陷困境的波音公司在航天领域再遭打击,酝酿近10 年、由波音开发的Starliner 载人飞船首次飞行即遭遇失败

北京时间 12 月 20 日晚上 7 点 36 分,一枚宇宙神 5 号火箭在美国肯尼迪卡纳维拉尔角空军基地中心发射升空。经过多次延期的波音 Starliner 载人飞船正式开始首次无人测试飞行。

图 | 起飞瞬间(来源:ULA)

运载火箭将飞船送上预定高度后船箭正常分离。但 Starliner 飞船在后续利用自身发动机点火的过程中出现意外,在火箭升空 1 小时后,任务组表示飞船未能进入与国际空间站对接所需的预定轨道。

30 分钟后,美国宇航局(NASA)局长吉姆 · 布里登斯坦(Jim Bridenstine)在推特上宣布,飞船在异常阶段消耗过多燃料,已无法按计划到达国际空间站。

在对接无望后,飞船将在目前轨道上继续进行飞行测试,将于 22 日返回地球。也就是说,Starliner 载人飞船的首次无人飞行测试提前宣告失败。

图 | NASA 局长宣布飞船将不与空间站对接(来源:推特)

Starliner 是波音公司最新打造的商业载人飞船,将在未来数年的时间里肩负运送宇航员往返国际空间站的重任,同时 Starliner 也是商业航天公司挺进载人航天工程中的主力代表。

载人飞船的首次任务没有宇航员,载着 270 公斤的补给前往国际空间站,其中包括了大量食物以及少部分的衣物和辐射检测装置。

而更主要的目的是在飞行任务中全面测试 Starliner 的飞行系统,包括与火箭的分离、与国际空间站的对接、重返地球大气层以及着陆

图 | 飞船等待发射(来源:NASA)

飞船原本将在北京时间今天晚上与国际空间站对接,停靠一周后离开空间站回到地球。在飞行任务正常完成的前提下,这也会成为 Starliner 进行正式载人任务前的最后一步测试。波音在此次发射前的计划是,Staliner 飞船将在 2020 年年中进行正式载人飞行,将两名 NASA 的宇航员送上国际空间站。

Starliner 的首飞,不仅是对于波音公司自己是大事件,对美国航天事业来说也至关重要。在美国航天飞机于 2011 年退役后,美国载人航天的重任落到了波音和SpaceX 的身上。NASA 一再砸下巨资,为的也是尽快能够让它们扛起载人航天的大旗,而不再需要依赖俄罗斯运送宇航员往返国际空间站。

对这个耗资数十亿、时间表一拖再拖的载人飞船,不管是波音自己还是 NASA,都太期待它能快点成熟,早日上岗。

在几乎习惯了 SpaceX 捷报频传的背景下,Starliner 此次任务失败难得地再一次提醒着,航天事业依旧是一个艰难的工程。

在这其中,载人飞行要让宇航员在极端的环境下保证安全,面临的安全标准也要全面、严格得多,被称为是世界上技术最复杂、难度最大的巨型航天工程。

值得庆幸的是,事故还只是发生在测试飞行阶段,不存在威胁宇航员生命安全的危险。但必须要说的是,此次发射失利暴露出来的安全隐患,还是会让商业公司在载人航天领域的发展蒙上一层阴影。

毫无疑问,Starliner 正式载人飞行的日子将继续往后推迟。

SpaceX 领先波音半步

从 NASA 在 2010 年启动的“商业乘员开发”(CCDev)计划开始到如今飞船上天,波音获得的资助超过了49 亿美元,NASA 在这一计划中撒下近 84 亿美元,半数以上进了波音公司的口袋。相比之下,SpaceX 获得的支持要少得多,约 31 亿美元。

而SpaceX开发的载人龙飞船已经在今年 3 月成功进行无人首飞,运送货物往返国际空间站。此外,SpaceX 计划将于明年 1 月 11 日对其飞行中止系统进行测试,正式迎接载人飞行任务的到来。

就算不考虑此次发射结果的情况下,被悉心照料、巨资喂大的 Starliner 也没有体现出其该有的水平。

还有一点需要注意的是,从一份美方报告可知:SpaceX 载人龙飞船的报价为每个座位 5500 万美元。但波音给出的报价则要 9000 万美元,比前者贵了 60% 以上。

图 | 波音和SpaceX 载人飞船对比(来源:NASA Office of Inspector General)

Starliner 飞船直径为 4.56 米,能坐下 7 名宇航员,其中还有一个太空观光席位,未来可在部分载人飞行任务中对外出售,在执行任务的同时提供一轮太空游。

波音公司最初设计Starliner 飞船的目标,就是让其能够在轨道上停留长达 7 个月的时间,并可重复使用 10 次以上。

图 | Starliner 效果图(来源:波音)

Starliner 飞船在设计过程中就考虑到了兼容不同的运载火箭,除了此次承担发射任务的宇宙神 5 号,还包括了目前美国火箭市场上主流的德尔塔四号SpaceX的当家火箭猎鹰 9 号

Starliner 最早的开发工作可以追溯到 10 年前,NASA 在 2010 年启动的“商业乘员开发”(CCDev),计划中就可以看到这种商业载人航天的影子了。

第一轮计划于 2010 年 2 月启动,目的是完成系统概念、关键技术的研发,NASA向 5 家公司给出 5000 万美元订单,波音公司拿到了其中的 1800 万美元,Starliner 初步开发工作就此开始。

第二轮计划于 2010 年 10 月启动,主要开展航天器和运载火箭的设计和成熟度研究,4 家公司被授予 3.162 亿美元的合同。

第三轮计划,也称为“商业乘员综合能力”(CCiCap)计划于 2012 年 2 月启动,目标是完成商业乘员运输系统的综合设计,包括航天器、运载火箭、地面运营和任务控制,SpaceX、波音内华达山脉公司留到了这一局。

图 | NASA 向波音拨款超过49亿美元(来源:NASA Office of Inspector General)

2014 年 9 月,CCtCap 合同落地,SpaceX 公司获得 26 亿美元,波音公司获得 42 亿美元。依照合同,波音和 SpaceX 被要求通过 5 个认证阶段:1、认证基线评审;2、设计认证评审;3、试飞就绪评审;4、运行就绪评审;5、认证评审。NASA 根据两家公司的阶段完成情况支付款项。

SpaceX 的载人龙飞船和波音的 Starliner 原本都计划在 2017 年实现载人飞行。两者已经进行了不止一次的延期。

图 | 波音、SpaceX 载人飞船延期(来源:NASA Office of Inspector General)

迟来的私营载人航天时代

美国失去载人上天能力,已经超过 8 年时间。NASA 急需 SpaceX 和波音两家商业公司能够扛起美国载人航天事业的大旗。

美国东部时间 2011 年 7 月 21 日晨 5 时 57 分,美国航天飞机“亚特兰蒂斯号”在佛罗里达州肯尼迪航天中心安全着陆,完成了它自己同时也是整个航天飞机家族的落幕飞行,而伴随着“亚特兰蒂斯号”庞大身躯一同落下的,还有美国长达 30 年的辉煌航天飞机时代,自那以后,美国宇航员开始沦落到了“无机可搭、无船可用”的尴尬局面。

但空间站还得继续维持。目前,俄罗斯的“联盟号”是运送宇航员往返国际空间站的唯一选择。数据显示自 2006 年以来,NASA 已经向俄罗斯购买了 70 张往返空间站的船票,总价达到了 39 亿美元,平均每张票 5540 万美元。

但在这十多年间,票价涨幅非常夸张。尤其是在 2011 年以后,俄罗斯趁机开始狮子大开口、坐地起价,原本 2100 万美元左右的价格就开始以“火箭般”的速度狂飙突进、极速飞升,到 2019 年已经涨到了 8100 万美元/人的高点。

图 | 联盟号上座位的单价(来源:NASA Office of Inspector General)

NASA 至今仍被俄罗斯狠宰也实属无奈,除了早早就开始资助数家私营公司开发载人飞船,NASA 在 2014 年 9 月就正式授予波音公司和 SpaceX 公司两份天价合同,总价高达 68 亿美元。

两家公司分别需要在 2024 年前为 NASA 运送宇航员往返国际空间站 6 次,总人数达到 48 个。

但项目延迟让 NASA 不得不继续向俄罗斯追加高价订单。

在最初的计划中,SpaceX 和波音开发的载人飞船能在 2017 年就正式开始执行载人航天任务,但这一时间表已经被推迟到了 2020 年。

两家公司的载人飞船未能按时投入使用,已经让 NASA 在过去两年多的时间里,多买了超过 10 张船票,均价逼近 8000 万美元。

也正是由于这些不确定性,NASA 一直在与俄罗斯商讨购买额外的联盟号飞船船票的备案,以确保如果出现进一步延误,美国宇航员可以继续进入空间站。

而另一边,SpaceX 的飞行前测试也在逐步完成。载人龙飞船在今年 4 月的一次静态点火测试中发生爆炸,那次事故也将载人发射时间推到了 2020 年。公司已经重新进行载人龙飞船静态点火测试,并计划在 2020 年 1 月 11 日执行载人任务前进行一次飞行中止逃逸测试。那也将是 SpaceX 龙飞船执行载人任务前的最后一个测试环节。

在 NASA 的美好愿景中,一旦波音、SpaceX 的载人飞船正式上任,NASA 将会逐渐减少通过俄罗斯联盟号进行载人飞行任务。同时 NASA 官员也曾表示,将反过来向俄罗斯销售船票,让俄罗斯宇航员乘坐波音和 SpaceX 的飞船。

现在看来,美国继续咬牙向俄罗斯买船票的做法还将继续下去,而向俄罗斯兜售船票的目标还将再次推迟。更别说,在 Starliner 未来价格降低之前,波音开出的 9000 万美元的巨额报价也少了一个让人买单的理由。

-End-

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20191221A08S9L00?refer=cp_1026
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