SpaceX关键时刻再度降临——美国当地时间13日下午,载人版龙飞船进行一次静态点火测试。原定11月2日这次测试任务,因故推迟11天(貌似波音抢戏,避让11月4日星际飞船测试,稍后细说)。
测试时间:美国东部时间11月13日15:08开始(北京时间11月14日3:08开始)测试地点:佛州卡纳维拉尔角空军基地,SpaceX长期租用的1号着陆区测试台。围观团:SpaceX、NASA现场观战,美国空军、美国联邦航空管理局(FAA)、美国国家运输安全委员会(NTSB)也在密切关注此次测试。测试内容:测试载人版飞船(8台超级天龙座发动机,即发射中止系统主要推进器)在发射台静态点火,点燃可贮存推进剂,持续点火约9秒,喷火却不飞行。具体来说,测试4.20爆炸事故改进方案(采用一次性安全隔板,替代钛金属止回阀),验证载人龙飞船超级天龙座推进器安全可靠性。测试结果:SpaceX官宣称「载人龙飞船完成了发射中止系统的全时静态点火测试。SpaceX与NASA正在审核测试数据,并将在(接下来)测试发射中止系统中演示逃逸能力。」NASA官方声明:审核测试数据,详细检查硬件,为下一步发射中止系统测试设定发射日期。尽管看起来「半个靴子还没扔下来」,没有当即宣布成功测试,但测试全过程没有出现异常,其实就已说明测试顺利,基本证明测试达标。毕竟在此之前SpaceX已经内测过多次。只是该走的程序还是要走,该审的内容还是要审。业内人士估计,载人龙下一步关键测试:发射中止系统测试(发射逃逸系统测试)很可能会安排在12月中旬(避开12月17日波音星际飞船无载人试飞)。
为什么要执行这次静态点火测试?不是早在今年3月就已漂亮完成无载人试飞(DM-1)了吗?为啥要走回头路,补走一段从前路?4月20日载人龙飞船突发重大事故,在例行静态点火时突然起火爆炸——从哪里跌倒就从哪里爬起。11月13日,再度测试飞船静态点火,这是必须的。无疑,这是一次彻底走出爆炸阴霾的好机会,这是一次SpaceX证明自己、自我赋能、提振士气的绝好机会。
今年第一季度,载人龙飞船可谓一路顺风顺水、高歌猛进,率先开启美国商业载人航天时代似乎已经志在必得。3月份第一艘龙飞船首次完美试飞,让NASA宇航员搭乘美国本土商业飞船首飞的多年夙愿,貌似近在眼前,想必2019年内垂手可得。看得出来,就在阿波罗登月50周年大庆之际,重振雄风、再次伟大的政治面需求下,显得尤为强烈。作为美国下一代近地轨道载人飞船的领军者——SpaceX载人龙飞船敢为天下先,更加渴望赢得这一殊荣,成为全球商业载人航天新纪元的开启者。突然爆炸
但突如其来的一场爆炸,变成拐点。
4月20日,佛州卡角一声爆炸,震惊航天界。漂亮演绎过SpaceX无载人测试首飞的那艘明星飞船(编号为C201),在例行静态点火时突然起火爆炸,飞船、测试台瞬间面目全非。这让高歌猛进、一路领先的龙飞船商业载人计划紧急刹车。
载人龙飞船出事了,静态点火爆炸,后果很严重
历经3个月的静默期后,就在阿波罗登月50周年大庆前夜,SpaceX公布初步事故调查结果:因为飞船推进器的钛金属止回阀与氧化剂相互作用,引发爆炸。
解决方案(或者叫整改方案):彻底换掉钛金属止回阀,采用一次性安全隔板(burst disk)替代,这种改进方法更安全更快速。
4.20龙飞船爆炸案揭晓:钛过火……
SpaceX着重强调:这起事故原因与载人版龙飞船推进系统及发射逃逸系统无关。更确切来说,跟8台超级天龙座发动机无关。
很显然,SpaceX最想要的是:既公布了结果,又淡化了事故。因此精心选在航天界和公众注意力转移到登月大庆的节骨点上。作为载人飞船领跑者,SpaceX试图尽快摆脱爆炸阴霾。
但事实上,这场爆炸让NASA高层畏惧不前,各种测试变得更加严苛。生怕SpaceX这只早起鸟在关键时刻生出纰漏。于是有关飞船推进器系统,连带发射中止系统,以及降落伞系统,不断提高测试条件和次数。不可避免,导致一连串后续任务一再拖后,既定计划时间表也是一改再改。不难想象,发包承包双方难免心生嫌隙,相互埋怨。SpaceX认为NASA太过苛刻,鸡蛋里挑骨头。NASA认为SpaceX一贯过于乐观激进,载人飞船不是火箭回收,容不得半点试错。结果导致下半年双方高层出现「隔空暗战」的紧张局面。直到10月中旬,马斯克与NASA局长吉姆·布里登斯汀握手言和,高调聚首SpaceX总部加州霍桑,共同表态:商业载人航天合作依然牢不可破。载人龙飞船后续任务正在加速推进中。看得出,这对供需双方发展到现在,早已是利益共同体。吵归吵,谁都离不开谁。
自从10月起,提振时刻来了。SpaceX释放出自我赋能、提振信心的一系列信号。发布提振短片,凸显推进器久经考验,竭力强调载人龙飞船久经考验,值得信赖。特别指向超级天龙推进器「经受过逾700次点火测试」。
随后不久,SpaceX发布惊险刺激的第一视角视频,首秀升级版降落伞两周连续测试13次。Space高调表态:升级版降落伞已连续13次成功测试,彰显载人龙飞船降落伞系统安全可靠。
之前几个月,载人龙和星际飞船在降落伞系统测试时都曾出现过故障。NASA局长要求年底前必须测试10次,以此证明安全性。SpaceX全力以赴积极推进:静态点火、发射中止测试、载人实测。实质上,这次静态点火测试的是:4.20爆炸事故改进方案(采用一次性安全隔板,替代钛金属止回阀),验证载人龙飞船超级天龙座推进系统安全可靠性。SuperDraco thrusters超级天龙座推进器,是一款打磨多年、几经迭代的龙飞船推进系统,最初设计理念主要是为了实现龙飞船垂直着陆,作为登陆火星飞船。
后来成为NASA商业载人飞船扶持项目之一,2017年飞船垂直着陆功能被NASA否决,简化功能后,只作为:发射中止推进系统、真空推进器、再入飞行减速。
这款推进器采用甲基肼+四氧化二氮作为可贮存推进剂,推进剂容量1.388吨。全功率推进可以燃烧25秒,每台产生推力71千牛(7.2吨),相当于猎鹰9号火箭梅林发动机推力的1/9,下一代猛禽发动机的1/26。制造工艺属于航天级的3D打印技术,保证尖端工艺、质量稳定。到目前为止,这款推进器已经过上千次测试,包括七百多次静态点火测试、发射中止测试。尽管也曾出现过测试异常状况,但都属于试验阶段的正常状态。
众所周知,11月4日波音飞船进行了一次「不完美演绎」发射台中止测试,勉强闯关。导致NASA决策层出现分歧,是先一路放行「激进的SpaceX」?还是迁就「温吞的波音」,两家都得徐徐图之?
结果,挺SpaceX和挺波音两派都没让步,出现两线并行局面,一份国际空间站载人航天任务最新计划表(如下图)信息量很大,透露出来关键安排:
②12月17日波音星际飞船无载人试飞(OFT-1)
⑤2020年11月龙飞船商业载人首飞(USCV-1)
⑥2021年5月星际飞船商业载人首飞(USCV-2)
毫无疑问,这种安排对于SpaceX很有利,载人龙还是领先一步,2020年上半年有望率先开启美国/全球商业载人航天的新纪元。本来就应该勇者先行,先到先得,而不是鞭打快牛,迁就慢牛。