原标题:“猎户座”飞船:开启美国“太空探索新时代”
“德尔塔”大推力火箭 新华社发
“猎户座”载人飞船示意图 新华社发
美国东部时间12月5日早7时5分,美国“猎户座”太空飞船在位于佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心发射台升空,完成美国国家航空航天局(NASA)对新型飞船“猎户座”的测试飞行任务。经过约4个半小时的飞行,飞船于北京时间6日零时29分坠入距美国加利福尼亚州海岸约970公里处的太平洋水域,由美国海军两栖舰“安克雷奇拉”号打捞出水,然后用卡车运回佛罗里达州肯尼迪航天中心接受检查。美《大西洋月刊》评论称,这一天为“火星时代的第一天”。
“猎户座”飞船实现“近乎完美的测试”
根据NASA计划,发射台在4-6日的同一时间开启。也就是说,“猎户座”太空飞船总共有三次飞天的机会。
美国东部时间4日早上7时5分进行首次试飞,然而出师不利。先是不明船只莫名其妙地闯入,接着强风两次中断了发射倒计时。就在发射窗口时间剩下不到4分钟时,准备运载“猎户座”升空的“德尔塔—4”火箭上的一个阀门又出现故障,NASA不得不在最后关头紧急叫停这次发射。
次日早上7时05分,美国现有最强大的“德尔塔—4”重型运载火箭点火,携带未搭载宇航员的“猎户座”飞船在朝霞中升空。两小时后,“猎户座”进入一个里程碑,二级火箭将其带入比国际空间站还要远15倍、距地球表面最远处大约5800公里的第二轨道。在历时近4个半小时的太空航程后,“猎户座”安全地降落在太平洋水域。
在电视广播的直播过程中,NASA项目控制评论员纳维亚斯称这次测试“是你能想象的最完美的飞行”,并认为“猎户座”飞船架设了一座“穿越未来的桥梁”。
事实上,在NASA的科学家看来,“猎户座”4个半小时的测试飞行一直充满悬念和不确定性。首先,载人舱外覆盖的、不超过4厘米厚的特种涂料能否抵御高达2200摄氏度的高温,对“猎户座”是一个严峻考验。绕行地球两圈后,“猎户座”飞船以超过每小时3.2万公里的速度进入大气层,最终坠落太平洋。在此过程中,飞船外壳与大气层激烈摩擦产生的高温足以使核反应堆熔化。结果证明,“猎户座”的隔热系统满足了上述堪称苛刻的要求。其次,飞船能否两次安全穿过范·艾伦辐射带。范·艾伦辐射带内的高能粒子不仅会对航天器构成危害,还可能威胁到航天员的身体。由于此次“猎户座”属于未载人测试飞行,搭载了监测空间辐射、收集数据的设备。为避免造成损坏,飞船上的摄像机在经过辐射带时自动关闭。此外,飞船在穿过大气层时,高温区内的气体和飞船表面材料的分子被分解和电离,形成一个等离子区。由于等离子体可吸收和反射电波,使飞船与外界的无线电通信衰减,甚至中断,形成“黑障”现象。NASA显然对此早有预料,表示“猎户座”的飞行控制和导航系统正“沿着中间”预测的路径。
尽管“猎户座”的首次飞行没有载人,但并非空手而去,而是载有可以激发学生航天兴趣的纪念品和工艺品,如电视节目“芝麻街”栏目组的怪兽饼干、厄尼橡皮小鸭等。此外,飞船上还载有“阿波罗—11”号登月时宇航员太空服上的一个氧气管、一小份儿月球土壤样本、丹佛科学博物馆的霸王龙化石,美国著名黑人女作家玛娅·安杰洛的诗歌、英国作曲家古斯塔夫·霍尔斯特《行星》组曲中的火星部分录音等艺术作品,以及一个10美分硬币大小、存储有超过100万人名字的芯片。
“猎户座”项目险被奥巴马政府裁撤
2006年8月被命名的“猎户座”飞船是美国“太空探索远景计划”的组成部分之一,该计划最早形成于2004年。时任美国总统的小布什在当年1月14日宣布,“美国将从2008年起开发并测试新一代‘载人探索飞行器’以替代航天飞机,将宇航员及科学家运送至太空站中,但其更主要目标是将宇航员运送到地球轨道之外的其他地方。”
作为美国NASA为“星座计划”研发的新一代载人航天器,每架“猎户座”飞船可以承载4-6名宇航员,原定目标是在2015年开始载人到达国际空间站。根据原计划,飞船由“星座计划”的另一个组成部分、同样处于设计中的“战神一号”运载火箭来发射,先是在2021年将人类再次送往月球,并接着征服如火星等太阳系系内目标。2006年8月31日,NASA将该飞船的合同授予洛克希德·马丁公司,由其负责设计、开发及建造。
然而,2010年4月,接替小布什的美国总统奥巴马以“超预算、进度落后而且缺乏新意”为由宣布取消“星座计划”,但仍保留研制新一代载人飞船等规划。原拟用于登月的“猎户座”飞船于是被改造为宇航员的紧急逃生设备,新的深空载人航天任务由“多用途载人航天器”承担。为了表明“多用途载人航天器”是在“猎户座”飞船的基础上研制的,NASA仍将“多用途载人航天器”称为“猎户座”。2011年,美国NASA官员与国会议员之间达成来之不易的协议,“猎户座”成为NASA长期探索计划核心中的探路者。与被称为太空发射系统的下一代火箭的“战神一号”一道,NASA计划让“猎户座”飞船运载更多人员和物资,同时将宇航员送到比以前都要远的宇宙空间。根据预计,到2021年实现首次载人任务之时,整个系统所需费用将超过200亿美元。
“猎户座”飞船的外形与曾完成人类登月壮举的“阿波罗”飞船相似,但内部空间比阿波罗飞船大2.5倍,融入了电脑、电子、维生系统、推进系统及热防护系统等领域的诸多最新技术。“阿波罗”乘员舱可以携带3名宇航员在太空中持续6—12天。相比之下,当“猎户座”全面运作时,乘员舱能承载4名宇航员连续工作21天,或是6名宇航员进行稍短时间的任务。
除运载能力强大外,“猎户座”还有三大优点:一是用途广,既可飞往空间站,也能飞往月球、小行星或火星,而其他载人飞船都只是单一用途;二是可以重复使用,目前载人飞船是一次性的,使用成本高,而“猎户座”飞船可重复使用10次左右,能大幅降低成本;三是采用两舱构型,同航天飞机相比使用成本更加低廉,安全系数则提高了10倍。