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2014年,SpaceX和波音公司与NASA签署了共68亿美元的合同(SpaceX获26亿美元,波音公司获42亿美元),致力于开发新的载人飞船运送宇航员往返国际空间站。任务目标都是6次载人国际空间站往返。
2019年12月20日,美国东部时间6:36,波音的CST-100 Starliner飞船由宇宙神5型运载火箭,在卡纳维拉尔角空军基地(CCAFS)第41号发射平台发射升空,按照计划,飞船将在发射后15分钟和火箭的上面级分离,进入一个安全轨道。安全轨道的意义在于一旦出现故障,飞船可以迅速放弃任务,安全返回地球。在这个安全轨道上,Starliner飞船将使用飞船服务舱上的轨道控制发动机进行31分钟的工作,将飞船提升到初始轨道。问题就出现在这个轨道提升阶段,发动机根本就没有机会点火。飞船的燃料不够了,根本不够将飞船送入与国际空间站进行对接的轨道。22日进过波音公司的努力,飞船返回地球,安全降落在新墨西哥州的白沙靶场。
飞行后的新闻发布会上,NASA和波音公司透露了初步总结的事故原因。飞船上的时钟同步有问题,也就是说,飞船上的时钟时间是错误的,没有和地面时钟进行精确同步。飞船发射进入轨道后,飞船上的计算机认为飞船在错误的轨道上,因此自动开启飞船服务舱上的姿态控制发动机进行轨道修正。在这个过程中飞船消耗了大量的燃料。地面控制人员发现这个问题后,试图修正错误,可惜与飞船进行通信需要通过中继卫星来完成,由于彼此轨道位置问题,这时候正好飞船处于无法联系的状态。等到恢复通信,燃料已经消耗的无法完成后继任务。
这两个月不断被透露的情况来看,事情并不仅仅如此。Starliner飞船的服务舱除了4个逃逸发动机以外,还有20个1500磅推力的轨道控制发动机,28个85磅推力的姿态控制发动机。由于飞船处于这种不正常的状态,很多推进系统的部件经历了长时间的使用,远超出了预定计划中的使用时间,发动机的点火次数也超过了预期。地面控制人员不得不关闭了13台发动机,然后通过调整阀门,对推进系统的一些管道进行了重新加压。对这些关闭的发动机进行状态评估后,才重新允许它们继续工作。从这里可以看出来,飞船的设计余量并不大,已经进入了一种超量使用的状态,可靠性已经出现问题了。
本周四的例会上,NASA的太空项目安全顾问抛出了一个重磅消息:在Starliner 飞船发射后,波音才在地面测试发现飞船的返回舱和服务舱的分离软件有问题,如果这个问题没有被发现的话,分离过程中服务舱的发动机点火会出现异常,整个离轨返回过程将不可控。波音在飞船进入大气层前2小时向飞船发布了更新补丁,飞船上的软件进行了更新消除了bug,飞船顺利返回。NASA的安全专家组在会议上,认为这并不是一件小事,认为此事表明波音的软件测试过程并不严格,NASA不仅应该关注飞船故障原因,更应该关注的是波音公司在载人飞船项目上整个飞控软件的整合和测试体系。
虽然最近波音表示要拿出来4亿多美元自掏腰包进行下一次载人飞船的无人飞行测试,但是专家组认为应在此之前对波音公司的整个项目工程与整合过程进行更广泛的评估,也就是说,专家组已经对波音的项目实施过程发生了怀疑,怀疑波音并未在项目中贯彻NASA的质量要求。在评估结束之前,不允许波音进行下一次发射。毕竟无人飞船要跟国际空间站进行对接,万一对接过程出现问题,国际空间站的安全性堪忧。
目前来看,随着分析和评估的深入,还会有更多问题会浮出水面。
美国航天飞机退役后、为了研发新一代太空飞船、美国波音公司积极参与了开发“太空飞船”的计划中。
(在太空中翱翔的“国际空间站)
当地时间美国波音公司研发的“星际客机/StarIⅰner”号、首次不载人试飞2019年12月20日跑6点30分从位于佛罗里达的维尔尔角的空军基地发射升空、飞行15分钟后飞船与火箭分离、30分钟左右、波音公司在社交媒体“推特”宣布:飞船出现第二次软件故障、被迫放弃与国际空间站的对接任务、首飞失利。
(用于
运送波音公司“星际客机”号的“宇宙神-5”型运载火箭🚀)
(波音公司的“星际客机
StarⅠiner”号宇宙飞船)
波音公司查明原因宣布:“星际客机”号发射升空后的飞行过程中第一次发生了软件故障无法在准确的时间内为推进器实施点火、使飞船进入到错误轨道、第二次软件故障造成整个飞船失去与国际空间站的后续对接试验、被迫放弃,现在查明第二次软件错误、如果不纠正错、将是“灾难性的航天器故障”,幸运的是波音公司及时修复了这些软件错误……
《美联社》报道:对一直试图追赶竞争对手的波音公司而言,“星际客机”号首飞失利是波音公司的又一重大重挫折、虽然波音737MAX全球停飞事件与“星际客机”没有必然联系、当时、问题都发生与对手竞争之时……
波音737MAX与“星际客机”号飞船都是发生了软件错误。
祸无单一、都让波音公司赶上了。
波音公司的Starliner飞船在12月首次进入太空飞行时遇到了第二个主要软件错误-如果不加以纠正,那将以“灾难性航天器故障”告终。幸运的是,波音公司已对其进行了修复,但该问题使安全专家担心该公司对其航天器的持续监督。
波音公司新型Starliner飞船旨在用于运送NASA宇航员往返国际空间站。波音公司在12月20日的首次无人试飞中发射了Starliner。这次飞行的目的是证明飞船进入太空、与国际空间站对接,然后返回地球的能力。但是任务没有按计划进行。发射过程中出现软件故障,导致Starliner无法在正确的时间触发推进器点火,结果导致飞船进入错误的轨道。
飞船从未到达国际空间站,降落时间比预期的要早得多。NASA航空安全咨询小组周四在一次公开会议上表示,现在看来,在Starliner进入轨道时,波音又发现了第二个软件故障。虽然细节模糊,但故障会导致Starliner的推进器在降落到地球时不必要地点火,而飞船将无法控制地移动。
NASA和波音公司在发射过程中披露了第一个软件错误,但两家公司都对第二个问题保持沉默。该消息直到周四才在安全小组会议上公开。
波音在发给The Verge的一份声明中表示,该公司“调查了在飞行中被诊断并修复的阀门测绘软件问题。”该公司表示“软件中的错误将导致不正确的推进器分离和处置点火。 目前尚不清楚原因。”NASA尚未回应评论请求。
专家小组表示,波音公司和NASA都在调查这些软件问题背后的原因。但是小组成员担心波音公司的测试程序,他们希望NASA研究该公司有关Starliner管理和处理的协议。ASAP成员Paul Hill在会议上说:“该小组对波音公司的验证程序的严格性有更大的关注。”
同时,由于飞船未能按计划抵达空间站,因此NASA在努力确定是否希望波音公司重复Starliner的无人飞行试验。该决定将在未来几周内做出。
一个星期前,SpaceX向国际空间站发射了该公司第一艘机组太空船Crew Dragon(载人龙飞船),而后该太空舱成功地与国际空间站对接,当地时间今天早些时候,它被送回地球。刚刚在大西洋上打着降落伞安全落海的一幕成为它最令人印象深刻的壮举,从此美国终于恢复了发射乘员到太空的能力,并且它完全由商业公司完成。
当然,本次发射的载人龙飞船并没有载员(只有一个假人),因此严格说并不能算载人航天,但安全落入大气层始终是这项任务中最困难的部分,没有一家美国公司能够在当下实现SpaceX的成就。
在重新进入大气期间,龙飞船受到令人难以置信的压力,并与地球大气层的摩擦产生了巨大热量,在设计或制造过程中只有一点点错误可能会造成灾难。当然,优良的设计和保障确保问题没有发生,公司成功证明了载人龙飞船已经为下一步做好了准备。
对于美国宇航局来说,这绝对是一个令人鼓舞的消息,美国宇航局一直急切地等待着能够随时使用的飞船,以摆脱需要依赖俄罗斯飞船的窘境。 SpaceX和波音都在努力满足这一需求,现在很明显,SpaceX已经处于领先地位,NASA希望使用载人龙飞船的载人任务能够尽快开始。
答案很简单:就是“土星5号”火箭不止带一个飞船上去,下面详细叙述。
1969年7月20日,美国宣布登陆月球成功,不过,半个世纪以来,美国人是否真的登月成功这事儿一直受到大家的疑惑,最令大家感到疑惑的是美国人登录月球后是怎么再次起飞回到地球的,难道是再次发射火箭吗?图释:分别为阿姆斯特朗、·科林斯、奥尔德林,其中阿姆斯特朗和奥尔德林均登上了月球
从月球上起飞同样需要克服月球的引力,这就需要做功,因此从月球上起飞,必然离不开火箭点火,那么火箭安装在哪里了?
图释:用来发射阿波罗11号飞船的土星5号火箭,这是第一级,看着比较庞大。
执行任务的是阿波罗11号飞船,飞船的结构由指挥舱、服务舱、登月舱构成,一共三个人执行了这次任务,除了指令长阿姆斯特朗,登月舱的驾驶员奥尔德林也登录了月球,迈克尔·科林斯作为指挥舱的驾驶员留在绕月轨道上等待接应阿姆斯特朗和奥尔德林。
能够成功返回的关键部件是登月舱。
如上图所示,登月舱分为两个部分:分别是上升级和下降级,下降级和上升级中都有燃料罐,下降级主要任务是在登月舱着陆时由着陆发动机点火进行软着陆,软着陆成功后由四个支撑台支撑。
当离开月球时阿姆斯特朗和奥尔德林通过图中所标注的梯子爬入上升级,上升级只能容纳两位航天员,上升级是一个具备完备功能的飞船,有宇航员生命保障系统、控制系统、导航系统、发动机、独立的燃料箱、还有如图中所示的连接指挥舱的预留对接口。
这四个支撑台考虑了各种地形,即使在如大型月石、陡坡等地形上也可以提供一个平坦的发射台,保证了上升级发动机可以获得垂直向上的反作用力,这样当上升级的发动机点火后,上升级就从月球上发射了。
综上,美国宇航员能够安全返回,是因为降落时就带了小型飞船软着陆的,然后在月球上再次发射,好在月球的第一宇宙速度并不大,只有1.68km/s。
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