据NASASpaceFlight网站2016年6月23日报道,美国SpaceX公司在陆续取得其“猎鹰”9火箭陆地和海面回收成功的同时,正在针对2017年第二季度的 “猎鹰”9 和“龙”飞船首次载人飞行试验任务而积极开展各项准备工作,以为同年底实施的首次载人任务奠定基础。
SpaceX公司根据NASA商业乘员项目的战略发展目标要求,已花费数年时间开展载人型“龙”飞船的设计研制,并在近两年取得了相当大的进展。2015年5月完成了发射中止试验,6月完成了电子设备与控制系统试验台的启动,10月完成了载人“龙”飞船的关键设计评审(CDR),11月完成了发射场运行准备状态评审(LSORR),12月完成推进降落段测试、接驳系统认证以及△V(速度与方向的变量)的CDR等。这些前期工作为12月22日顺利发射“猎鹰”9并使其一子级成功降落在地面奠定了坚实的基础。随后,SpaceX公司分别在2016年4月9日、5月6日和28日成功取得了三次海上平台回收,这也标志着该公司的火箭海上回收技术正在走向成熟。
与陆地回收相比,海上回收火箭成本更低,因其不需要消耗更多的燃料而可直接自然降落,驳船可提前在火箭落点位置停泊等待,火箭可将剩余燃料消耗在最重要的降落减速上,以确保降落的成功。SpaceX公司表示,成功回收并重复利用火箭一子级能够使发射费用降低30%,而随着重复使用次数的不断增加,每次的发射费用会越来越低。该公司在肯尼迪航天中心39A发射工位建造的水平组装厂房(HIF)目前已存放了4枚回收的火箭,没有多余空间存放更多的回收火箭,因此计划将2015年12月回收的首枚火箭一子级运回其加利福尼亚州霍桑的总部。
SpaceX公司的空间运营主任加勒特?赖斯曼在今年5月24加利福尼亚州帕萨迪纳举办的航天技术博览会上表示,该公司可重复使用技术所取得的成功做法,不仅能降低空间探索任务的成本,还能通过现有的推进着陆方式在模拟火星大气环境中对着陆系统进行实践性和物理性能方面的试验。他谈到,地球的上部大气层很适用模拟火星大气层,当达到一定高度时,地球大气层的密度与稠度均与飞行器进入、下降与着陆(EDL)到火星时面临的环境相似。因此,SpaceX公司在实施每次着陆回收时,都会进行超音速反向推进,并将相关试验数据与美国国家航空航天局(NASA)的喷气推进实验室(JPL)进行共享分析与研究,以对相关技术进行演示验证。他表示,“猎鹰”9火箭一子级着陆回收正在成为火星探索任务EDL系统的试验台,可以说,SpaceX公司对“猎鹰”9火箭着陆回收能力进行不断完善与提升的过程也是其将陆续完成数个重大里程碑事件以使“龙”飞船实现载人飞行任务的过程。
在完成了2015年的非载人LSORR后,SpaceX公司拟开展一次载人LSORR,然后对全尺寸型环境控制与生命保障系统(ECLSS)进行测试。赖斯曼表示,针对ECLSS测试,拟在霍桑总部建造一个类飞行状态的乘员舱,将不同的生命保障系统放置到舱内,关上舱门进行实际运行以验证系统能否满足任务要求。
随后则是△V的第二次CDR,以为推进舱测试和航天服验证做准备。赖斯曼表示,SpaceX公司将对航天服展开一系列包括在真空舱内的单体与人员穿着性测试。而无航天员的飞行测试认证评审则是SpaceX公司在2017年第二季度实施“龙”飞船载人演示验证任务(Demo 1)的最后一项认证工作。
赖斯曼指出,Demo 1是一次完全自主式端-端载人任务试验,它将与国际空间站交汇对接,补给一些物资,然后再将ISS上的部分物资携送回地球。Demo 1任务使用与载人“龙”飞船实际任务相同的硬件、软件以及操作模式,以此向SpaceX和NASA验证该载人飞船的全部系统在实际飞行中是如何运行。
在完成Demo 1飞行试验后,SpaceX将开展降落伞认证,然后实施一次飞行中止试验,以验证“龙”飞船在一子级飞行的极端条件下进行安全分离的能力。赖斯曼表示,SpaceX已通过发射中止试验验证了飞船的储箱内有足够的气体用于飞行,而飞行中止试验则是验证火箭发动机能否在飞行轨迹极困难状态下进行分离的动力。SpaceX拟将火箭和飞船上升到MaxQ(最大动压值),然后将两者实施分离,以此验证该公司具备了在设定条件下上升段进行分离的能力。虽然目前SpaceX没有公布关此次飞行中止试验的官方性时间,但据推测将会在2017年第二或第三季度实施,即2016年年底前的Demo 1与Demo 2任务之间。
在完成飞行中止试验后,SpaceX将于Demo 2任务实施前完成设计认证评审、飞行测试准备状态评审以及最后评审。Demo 2任务实将验证SpaceX具备了从美国本土运送航天员到空间的能力。Demo 2任务之后,SpaceX将开展任务运行准备状态评审以及与NASA完成的最后认证评审(CR)。若CR通过了NASA的验收,SpaceX将为国际空间站(ISS)实施6次载人飞行任务。
SpaceX同时还针对“龙”飞船研发有关精确推进悬浮技术,其终极目的是无需使用降落伞就可使飞船缓缓降落在海面,或使飞船直接降落在陆地上。赖斯曼表示,发射台中止试验所使用的技术正是推进“龙”飞船着陆所需的推进、导航与控制技术,而目前已开展了广泛的研发工作。(赵晨 编译)