億萬富翁將引領首次私人太空行走,快來圍觀
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當億萬富翁賈裡德·艾薩克曼(Jared Isaacman)在 2021 年自費資助一項環繞地球的任務時,該項目被宣傳爲兒童癌症籌款活動,並且爲私人太空旅遊領域帶來了令人矚目的開端。來自不同背景且此前沒有太空飛行經驗的四人機組人員在一個 13 英尺寬的 SpaceX 載人龍飛船太空艙中一起環繞地球飛行了三天。
回來之後,艾薩克曼覺得自己可能不會再去太空了。
“我們基本上達成了設定的每一個目標,”艾薩克曼告訴 CNN,並稱“靈感 4 號”展示了來自各行各業的人怎樣爲環繞軌道的任務進行訓練和執行。“(我想)或許我不會再回去了,或許門檻已經設得夠高,此時停止正合適。”
然而,他對自身未來太空飛行的這種看法並未持續下去。
週一,艾薩克曼和三名機組人員——包括他的密友、前空軍飛行員斯科特·“基德”·波蒂特(Scott “Kidd” Poteet),還有兩名 SpaceX 工程師安娜·梅農(Anna Menon)和莎拉·吉利斯(Sarah Gillis)——將會抵達佛羅里達州的肯尼迪航天中心,爲一次更爲宏大、更具危險且更具實驗性的太空之旅的發射做準備。
這項名爲“北極星黎明”的任務計劃起飛時間不早於美國東部時間 8 月 26 日凌晨 3 點 30 分。
雖然之前由富有的商人資助的太空任務可能讓人聯想到自我放縱的歡樂之旅,但“北極星黎明”是一項旨在突破界限的測試任務。
艾薩克曼、梅農、吉利斯和波蒂特將在 SpaceX 載人龍飛船太空艙中度過五天,這個太空艙將會飆升到比自 20 世紀 70 年代美國國家航空航天局(NASA)的阿波羅計劃結束以來任何人所抵達的更高的高度。他們的軌道會延伸到足夠高的地方,致使飛船和機組人員陷入輻射帶,給本就危險的太空飛行體驗又增添了一個危險因素。
這羣普通公民組成的機組人員還將打開他們航天器的艙門,讓自己暴露在太空真空中,這標誌着非政府宇航員首次進行這樣的嘗試。在此次努力中,宇航員將僅依靠全新的艙外活動(EVA)套裝來保護,這套裝備由 SpaceX 在短短兩年半的時間內設計並開發。
憑藉“北極星黎明”任務,艾薩克曼——支付服務公司 Shift4 的創始人,還是一位懷揣太空旅行夢想的噴氣式飛機飛行員——明確表示,他不只是對複製專業宇航員的經歷感興趣。
“賈裡德(想要)做 SpaceX 不一定會自己去做的事情,以提升他們的能力,推動他們更進一步。”
“北極星黎明”任務於 2022 年首次宣佈,它是“北極星計劃”下三個測試和開發任務中的首個,艾薩克曼表示他將與 SpaceX 共同執行並提供資助。
“北極星計劃”的最終目標是朝着驗證 SpaceX 未來把人類帶入更深遠宇宙所需的技術邁出第一步,涵蓋航天服、艙外活動(EVA)和生命支持技術。
發射後,“北極星黎明”機組人員將進入一個橢圓形軌道,該軌道距離地球高達 870 英里(1400 公里)。這已經深入到地球範艾倫輻射帶的內帶,其起始高度約爲 600 英里(1000 公里)。據美國國家航空航天局(NASA)稱,輻射帶是來自太陽並與地球大氣層相互作用的高能粒子聚集的區域,形成了兩個危險的輻射帶。
幾乎在到達太空後馬上,“北極星黎明”機組人員就將開始“預呼吸”過程,爲太空行走做準備。這類似於水肺潛水員爲避免減壓病(也稱爲“彎曲症”)所做的事情。機組人員必須清除血液中的氮氣,以便當“龍”號太空艙減壓並暴露在太空真空中時,氣體不會在他們的血液中形成氣泡——這是一種潛在的致命狀況。
“在這次任務中,我們沒有氣閘艙,”吉利斯告訴美國有線電視新聞網(CNN),他所指的是國際空間站(ISS)上爲準備進行太空行走的宇航員準備的特殊減壓艙。“北極星黎明”將採用“一種非常新穎和不同的方法”進行預呼吸過程,包括“緩慢降低艙內壓力並提高氧氣濃度”。
吉利斯是 SpaceX 的首席太空操作工程師,還爲“靈感 4 號”任務的機組人員進行了培訓。他說,與國際空間站上進行的任何預呼吸嘗試不同,這個過程大約需要 45 小時——將近兩天。
最後,在太空中的第三天,當“北極星黎明”機組人員位於距離地球約 435 英里(700 公里)的高空時,他們會打開“載人龍”飛船的艙門。全體四名機組人員和飛船內部的全部空間將暴露在廣闊的真空中。然而,只有艾薩克曼和吉利斯實際上會離開飛船,並通過幾根臍帶繫住。
從始至終,“北極星黎明”任務使機組人員面臨的風險高於其他軌道太空旅遊任務,包括SpaceX執行的將付費客戶送往距離地球約250英里(400公里)的國際空間站的任務。
在SpaceX和“北極星黎明”機組人員爲此次任務準備的兩年半時間裡,衆多技術難題都得解決。
甚至SpaceX爲此次任務開發的艙外活動服也是高風險的技術產品。需要說明一下,美國國家航空航天局(NASA)多年來一直努力確定一種可行的替代品,來替換國際空間站上用的那種老化且臃腫的白色航天服。
然而,雷斯曼指出,SpaceX的航天服不包括主生命支持系統(PLSS),這本質上就是個揹包,能讓國際空間站的宇航員在太空中更自由地漂浮,執行諸如在空間站外維修和更換硬件之類的複雜任務。相反,“北極星黎明”機組人員將通過連接到航天器的長軟管獲得生命支持。
然後是“乘員龍”飛船本身的問題。艾薩克曼說,爲確保飛船的航空電子設備——也就是用於導航和通信的電子設備——能在“北極星黎明”任務期間遭遇的強輻射環境中存活。
艾薩克曼說,SpaceX團隊用輻射衝擊航空電子元件,直到它們損壞,以精確確定該技術可能在何時以及如何失效。
梅農說,一旦“乘員龍”飛船暴露在太空真空中,飛船內的部件在太空行走後艙內重新加壓時可能會釋放出毒素——這是用於製造各種部件的某些材料的自然特性。
爲避免這種情況,SpaceX的首席太空操作工程師、同時也將擔任機組醫療官的梅農說,“乘員龍”以及飛船上的許多硬件部件在進入太空前基本上都經過了烘烤處理,這麼做是爲了排出大量毒素。
“烘烤處理”包括將飛船置於高溫真空室中,讓硬件在飛行前釋放毒素。
據梅農所說,SpaceX 還啓用了自動重啓軟件,此軟件能夠在無人爲干預的情形下,對或許因輻射而發生故障的計算機展開故障排查。
依航空航天的標準來看,在不足三年的時間裡完成這樣一項新穎的任務,其速度快得令人難以相信。
賴斯曼在提及 SpaceX 所進行的快速開發以及廣泛的地面測試時說道:“速度更快未必風險就更大。在測試中承擔較大風險,然而失敗後果較輕的話,會減少後期失敗後果嚴重時的風險。”
但他接着補充道:“(這次任務)你應該感到緊張。不管啥時候,你頭一回嘗試某件事,都會存在重大風險。等太空行走結束,他們回到艙內,艙門關上並鎖好時,我就會安心許多。”
艾薩克曼講,SpaceX 團隊試圖藉助一系列測試來降低風險,併爲每一個潛在的挑戰做好準備,有些測試挺簡單的,就像把手扶欄放進一個設定爲零下 90 攝氏度的冷凍室,瞧瞧暴露在太空中的梯子摸起來會有多涼。
據艾薩克曼所言,他們甚至把航天服帶到了新墨西哥州白沙導彈靶場的一處測試場地。在那兒,航天服遭到了以軌道速度飛行的小塊碎片的撞擊,以此查看它們怎樣能夠承受微流星體的撞擊,並避免可能危及機組人員的穿孔。(繞地球軌道運行的物體時速超過 17000 英里。)
由於機組人員在預呼吸期間會嚴重依賴氧氣供應,所以時間會極其有限,這加大了完美完成太空行走的壓力。
“我們在飛行器上有五、六天——也許能延長——的生命支持,”艾薩克曼說道。“所以你得特別確定你的系統在哪些地方有容錯和冗餘。你也得特別確定天氣(對於濺落返回地球而言)。”
在談到機組人員將要面臨的挑戰時,艾薩克曼補充講道:“當然啦,開發項目裡的風險比往返國際空間站要大——但也大不了太多……而且有些(風險)坦白說就是沒法避免的。”
“北極星黎明”號的機組人員告訴美國有線電視新聞網(CNN),對於執行這樣一項實驗性任務,他們毫無保留。吉利斯和梅農都表示,他們在太空探索技術公司(SpaceX)多年的工作經驗——特別是在“載人龍”項目上的經驗——讓人更安心了。
波蒂特此前在空軍服役 20 年,還在戰鬥機公司德雷肯國際爲艾薩克曼工作過。他表示,“北極星黎明”號任務展示了太空探索技術公司團隊“在短短几年內能夠完成的事情,這真正證明了其專業精神。
“我絕對沒有任何保留意見,”波蒂特補充道。“我完全相信並確信,他們在爲我們的任務做準備時,已經把所有細節都處理妥當了。”
艾薩克曼表示,他在太空追求大膽壯舉的靈感部分源於太空探索技術公司的創始使命:正如首席執行官埃隆·馬斯克所言,要使人類成爲多行星物種,爲未來人類在火星或其他外星上生活和工作鋪平道路。
在“靈感 4 號”起飛前的那個夏天,艾薩克曼參觀了太空探索技術公司在得克薩斯州南部的設施。那裡是該公司星際飛船火箭的測試和發射操作地點——這是有史以來最大的運載火箭,馬斯克稱其爲將首次把人類送上火星的運載工具。
艾薩克曼說,那次訪問“簡直就像一次宗教體驗”。“我們被那些將幫助人類前往火星並真正探索我們太陽系的人所包圍。我不知道——這讓我成了一個實打實的信徒。”
太空探索技術公司無疑也很有爭議,尤其是圍繞馬斯克,他最近更多地因其政治傾向和言論而非太空雄心而成爲新聞焦點。
艾薩克曼稱讚馬斯克擁有推動太空探索技術公司日常運作的願景。但他補充說:“太空探索技術公司是一個非常非常大的組織,不幸的是,很多時候,我覺得一切都歸結到一個人身上。”
“當我在太空探索技術公司——我在那裡花了很多時間——我見不到副總裁,也見不到主管。我與很多(年輕員工)交流,”艾薩克曼說。“我認爲太空探索技術公司正在進行我們這個時代最不可思議的冒險……有可能解開生命的奧秘。我們到底從哪裡來?我們的目的是什麼?我們可能會對這些答案感到非常震驚,而且,在這個過程中,發現:誰知道什麼樣的技術可能會改變人類的存在——我們在這個世界上的軌跡。”
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