载人“龙”飞船：创新与风险并存

 

 

 

美国东部时间5月30日下午3时22分，美国空间探索技术公司用“猎鹰9号”火箭将载有两名航天员的载人“龙”飞船成功送上太空。这是美国航天飞机退役后时隔9年，美国首次在本土利用航天运载系统实施载人发射，也是美国民营航天公司首次将人送入地球轨道，因此备受外界关注。载人“龙”飞船的技术创新经验表明，在载人航天工程中，创新与风险并存。

技术创新

载人“龙”飞船采用两舱式设计，具有可重复使用、乘员运输能力强、内部空间大和操作友好等特点，能够执行低成本、商业化的低地球轨道载人航天飞行任务。载人“龙”飞船可容纳7名航天员，净重9.525吨，发射质量15吨，高8.1米，直径4米，加压容积10立方米，非加压容积37立方米，上行载荷能力6000千克，下行载荷能力3000千克。该飞船可独立飞行工作7天，在对接状态下能连续工作210天。

与俄罗斯“联盟号”飞船和“龙”货运飞船相比，载人“龙”飞船采用诸多新技术，被认为是新一代载人飞船。其技术创新主要体现在以下方面。

采用新型逃逸系统。载人“龙”飞船4个侧面分别装有推进器吊舱，每个吊舱配有2台“超级天龙座”发动机，两台一组，互为备份。在发射过程中，一旦火箭出现故障，载人“龙”飞船将利用“超级天龙座”发动机进行发射逃逸。由于这套发射逃逸系统全程都安装在飞船上，使飞船具备全程逃逸能力，提高了航天员的安全性。

实现完全自动驾驶。载人“龙”飞船具备全程自动化飞控、全自动对接空间站、全自动应急处理等功能，也可切换至人工操控，并同步接受地面飞行控制中心监控。飞船采用现代信息技术，操控台由3块可移动大型液晶触摸控制屏组成，操作过程与使用iPad的方法类似。

取消传统的可展开太阳能电池翼，采用非加压舱半包围体装式太阳能电池板。这种电池板设计可避免出现电池翼不能展开等故障，且使用率高，效能更好。不过，采用这一技术除要求电池板由曲面集成外，还需要反复试验电池板的受热膨胀等问题。

载人“龙”飞船底部主热防护系统采用第三代PICA-X改进型酚醛浸渍碳烧蚀材料，可承受多次高温烧蚀而不出现严重退化，使航天员在重返大气层时能得到更好保护，也有利于乘员舱的多次使用，提高了飞船的重复使用能力。

载人“龙”飞船既可与“国际空间站”自动对接，也能由航天员在手动控制下完成对接，无需机械臂协助，这意味着载人“龙”飞船的对接系统能够达到更高的控制精度。

载人“龙”飞船内部设计力求简洁、舒适和美观，使搭乘载人“龙”飞船变成一种太空观光体验。例如，飞船设计有5扇舷窗，大大扩展航天员的视野。乘员舱看起来就像是一辆豪华轿车，共有7个褐色真皮斗式座椅，上层4个，下层3个，采用碳纤维和特殊织物制成。

风险仍存

对于载人“龙”飞船的技术创新，业内人士有不同意见。他们认为，由于载人“龙”飞船采用的新技术，必然增加航天员的安全风险，这也是这次发射面对的最大压力。

实际上，对载人航天这种大型系统工程项目来说，创新与风险并存。据美国宇航局评估，这次载人“龙”飞船的首次载人飞行有1/276的概率是致命的，有1/60的概率会因某个问题导致任务失败，但不会引发机组人员死亡。虽然载人“龙”飞船首次发射成功，但要确保今后每次飞行都安全，仍然十分困难。美国宇航局航天飞机项目主管对载人“龙”飞船的安全性表示担忧，他说：“（在载人航天领域）经验比知识更重要，经验能够带来一种直觉，不仅让人发现问题，还能意识到如何解决。载人‘龙’飞船团队应该吸收这种洞察力，并学会运用它。虽然他们应对挫折的态度令人鼓舞，但这趟载人飞行仍令人担忧。”

事实上，任何一个载人航天工程项目，必须在大胆创新和风险控制之间找到平衡。由于载人航天工程本身十分复杂，除正确进行地面试验和系统仿真外，更重要的是在飞行实践中不断总结经验教训。（黄志澄）