图片来源：Pixabay

排除最后的技术故障及天气原因，搭载了两名宇航员的飞船将在美国东部时间5月27日下午4:30左右在美国佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射。这艘飞船将开往国际空间站（ISS），但其真正意义将被载入史册：这将是美国自2011年发射最后一班载人宇宙飞船之后，第一艘从美国发射的载有美国宇航员的航空飞船，也是第一艘商用的载人宇宙飞船和火箭。

自上一次人类飞往太空之后，世界各方面已然发生了翻天覆地的变化。最明显的是，即使美国和俄罗斯都将航空航天事业从政治中分离出来，但美国和俄罗斯之间的关系已经出现裂痕。美俄两国间航空航天事业的合作关系依然非常紧密，NASA的宇航员会搭乘俄罗斯的联盟号运载火箭前往国际空间站。用于维持生命的加压服也有了改进：此次发射任务的两名宇航员，NASA老兵Robert Behnken和Douglas Hurley，将不再穿着代表航天飞机时代的荧光橙宇航服。取而代之的是一套光滑的单色连体衣，新版本将更轻便，更易于操作，也更美观。和此次任务的龙之队太空舱和9号猎鹰可重用火箭一样，宇航服也是由航空航天公司SpaceX来设计和生产的。被取代的，还有老旧的“Astrovans”——这种改装的房车在过去的半个世纪里穿梭于宇航员总部和发射台，接送NASA宇航员。这一次到示范任务2 (Demo-2)试飞发射台的路程，将由SpaceX的姊妹公司特斯拉负责——Behnken和Hurley将乘坐时尚的Model X全电动运动型多用途车到达发射火箭。

美国航天飞机事业将开启一个全新的时代，联邦政府正在寻找一种更经济、更安全、更可靠的渠道来发射火箭——不是通过直接组建和指挥一个大型的宇宙飞船舰队，而是将税款用于私营企业提供的发射服务。在此之前，全世界的航空航天项目都是基于国有的、政府组建并指挥的航天局。如今，通过商业载人计划——2000年代中期开始的“商业轨道运输服务计划”的一个后续——NASA已经变为从SpaceX公司手中购买座位和舱位了。这样的战略将会为航天局节省大量资金用于私营企业目前无法涉足的项目，比如外太空的探索和革命性科学任务。

联邦政府希望其在经济、安全、可靠的太空运输工具上的投资可以刺激更快速的创新，并为经济增长创造崭新的机会。这一策略在商业卫星工业的发展已有前例，而这一行业的价值截至2019年已经超过2770亿美元，很大程度上要归功于政府在初期投入的大量经济支持。“商业载人计划是NASA的一次大胆试验，探索商业公司是否可以完成这样的工作。”前航天项目经理，现特殊航空服务（Special Aerospace Services）工程公司顾问Wayne Hale表示。

自2010年商业载人计划启动开始，NASA已经向该计划倾注了82亿美元。波音公司和SpaceX公司接收了大部分的资金，并在2014年分别获得了开发和飞行服务合同。NASA商业飞船主任Phil McAlister表示，这种商业合作的方式为NASA节省了200至300亿美元的资金，否则，这笔巨款将会在传统合同模式下用于新载人等级火箭和航天器的开发。

NASA主席Jim Bridenstine认为，Demo-2试飞任务是证明政企合作商业模式在节省开支上面的巨大成功的最后一步。“这不仅能够让我们到达月球，还可以是可持续地，用可以重复利用的着陆器到达月球，”他在近期的记者招待会上表示。“所有这些努力的最终目的，是到达火星。”

由科技企业家、特斯拉首席执行官Elon Musk建立并经营的SpaceX公司花了相当长的时间来学会如何同NASA合作——同样，NASA也花了相当长的时间学习和SpaceX公司合作。但在2015年6月28日猎鹰9号火箭爆炸，毁坏了一艘即将飞往国际空间站的货运飞船之后，两者的合作变得紧密起来。事故发生后，SpaceX公司在NASA找到了可以依靠的强有力的技术支持。

“最开始的时候，合作双方都有很多东西需要学习。对于SpaceX公司来说更是如此，因为他们从来没有过和NASA合作的经验，甚至也没有和波音公司合作过，”NASA航空航天安全咨询小组组长Patricia Sanders表示。“这是对需求的另一种全新的定义。他们（SpaceX公司）提出的标准NASA不一定能够理解和接受。他们把要求发给NASA，NASA再发回来修改，他们修改好再发回来。合作双方都在努力了解对方。”

对于NASA来说，接受SpaceX这种科技创业公司的企业文化熏陶同样需要一个适应的过程。“硬件设施过硬，你就有能力学得很快了——比如大量的飞行测试材料，以及可以不考虑可行性就一次接一次地进行测试，”NASA工程师John Posey如是说，Posey负责监督龙之队太空舱的设计和性能。“正因为这是一个合作关系而非传统的承包商客户关系，我们负责设计且领导他们的工作，我们总是尽力避免类似‘哦，我们从来没有这样做过’或者‘我们更想这样做’的言论。我们尝试着把我们在航天器项目以及其他项目的所学应用到日常沟通中，比如说‘如果你们选择这个方法的话，你们可能需要注意这个地方’。”

“跟上SpaceX的节奏也是我们在NASA收到的最难的工作任务了，”Posey补充道。“我觉得我还很年轻——我今年39岁，但这些同事们，大部分都只有我一半的年纪，所以他们能完成的工作比我多太多了。”

NASA的商业载人计划自它艰难起步以来，已经走过了十年的风雨历程，起初NASA授予了五个公司（不包括SpaceX）价值五千万美元的研发合同。到2014年9月，NASA已经对政府和私营企业的合作模式有足够的信心，并对SpaceX和波音公司的太空客车合同投入了总价68亿美元的资金。他们的希望是至少其中一家公司可以在2017年之前在国际空间站飞行员摆渡飞行中取代俄罗斯的地位。

SpaceX和波音公司在技术上遇到了障碍，所以将载人试飞分别推迟到了2020年和2021年。前者在猎鹰9号火箭的试飞中遇到了两次事故，包括一次发射台爆炸事故，导致了对火箭增压系统的重新设计。然后，在2019年4月，就在龙之队飞船具有里程碑意义的无人试飞的一个月之后，SpaceX遇到了另一个挫折：龙之队飞船在佛罗里达州静态点火的测试中爆炸。

与此同时，由于2019年12月首次轨道飞行失败，波音CST-100星际线的软件认证及品质升级被迫暂停。一个计时上的差错导致飞行舱无法到达空间站，该任务也提早了四天结束。波音公司现在计划在今年年底重复无人试飞试验。搭载波音公司的Christopher Ferguson、NASA的Michael Fincke和Nicole Aunapu Mann的载人试飞将在2021年完成。

随着NASA对联盟号火箭的支付即将告一段落，这些延期导致了国际空间站上人力资源的不足。5月，NASA和俄罗斯达成协议，在2020年10月即将发射到国际空间站的联盟号上，将一名俄罗斯宇航员替换成一名NASA宇航员，来应对SpaceX和波音公司后续可能发生的更多延期。这个举动可以保证国际空间站上至少有一名美国宇航员。11月将标志着人类在空间站上连续驻守了20年。

即使技术问题大大减缓了NASA商业载人计划的节奏，NASA官员仍然坚持这些延期是会有回报的，最终在试飞完成之后，商业载人计划将有助于简化进一步执行任务的可重复利用机舱的认证程序。这些延期同样也给NASA及其宇航员团体以外的个人和机构更多的时间，利用NASA的商业载人计划投资基金，来发展他们自己的具有野心的太空飞行壮举。例如，SpaceX的主席和首席运营官Gwynne Shotwell表示，演员汤姆·克鲁斯已经有计划在明年猎鹰9号火箭发射时，乘坐龙之队飞船前往国际空间站。

SpaceX还和Axiom Space公司签有协议，旨在开发一个附加于国际空间站的商业模式；SpaceX和Space Adventures公司也有商业合作，后者曾经代理了八次搭载俄罗斯联盟号太空舱前往国际空间站的旅游。日本企业家Yusaku Maezawa已经为SpaceX的下一代星际飞船绕月包机旅行支付了定金，该飞船目前正在德克萨斯州布朗斯维尔附近进行开发。

在4月，NASA决定在星际飞船项目投资1.35亿美元，来验证该系统是否能在2024年——根据特朗普政府要求的加急计划——用于将两名宇航员送至月球表面。和NASA一样，月球作为目的地同样也在SpaceX的目标范围内。但Musk建立SpaceX是为了开发用于在火星上建造和运营一个城市所需的科技。Demo-2将成为SpaceX的第85次猎鹰9号发射试验，以及第一次载人试飞。

“没有NASA，我们绝不可能走这么远，就像一句老话所说，我们是‘站在了巨人的肩膀上’，”Musk表示。“而且如果没有经历龙之队飞船的研发，我们也不可能开发出星际飞船。”

作者：Irene Klotz，《航空周刊与空间技术》的太空板编辑。

翻译：刘天兴

审校：郭晓

引进来源：科学美国人

引进链接：https://www.scientificamerican.com/article/back-in-business-nasa-is-set-to-return-to-human-spaceflight-with-historic-spacex-launch/


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