在国际空间站滞留九个月后,两名NASA宇航员苏妮·威廉姆斯和布奇·威尔莫尔终于等到了回家时刻。
随着美国东部时间3月18日17时57分(北京时间19日5时57分),美国太空探索技术公司“龙”飞船在佛罗里达州附近海域溅落,4名宇航员平安落地。
这也意味着两位被困的宇航员终于可以搭乘龙飞船返回地球,长达278天空间站滞留事件,也将迎来“大结局”。
然而,这趟迟来的归途并不轻松,因为从龙飞船与国际空间站脱离开始,他们经历的从轨道下降到再入大气层的多个惊险阶段,每一个环节都关乎生死。
这场意外的滞留,源自波音公司的“星际客机”载人任务失败。2024年6月5日,两名宇航员搭乘星际客机飞向国际空间站,原计划停留8天后返回。
然而,他们未曾想到,这艘本该彰显波音航天实力的飞船,竟成为一场彻头彻尾的技术灾难。
从氦气泄漏到推进器故障,再到自主对接失败,这艘飞船在进入轨道后问题频发,最终只能依靠宇航员手动完成对接。
NASA本希望问题能在短时间内修复,让他们顺利返航,可等待的却是一场漫长的折磨——
星际客机迟迟无法完成必要的修复,NASA被迫让他们加入Crew-9任务组,而他们的返回之路,也被一拖再拖,最后变得遥遥无期。
事实上,如果回过头来看这起波音星际客机导致的宇航员滞留事件,其实并不是一次偶然事件,而是波音公司问题反复积累的必然结果。
NASA在2014年授予波音和SpaceX商业载人航天合同,旨在打造两种不同的航天器,避免对单一供应商的依赖。
自项目启动以来,波音就表现出明显的进度滞后和技术不成熟问题。
2019年,星际客机首次无人轨道飞行测试(OFT-1)因任务计时器误差和通信系统故障失败,未能对接空间站。
2021年,第二次无人测试因推进系统阀门腐蚀问题推迟近9个月。
2022年,该任务虽成功对接空间站,但推进器故障、软件问题和冷却系统故障等隐患依然被NASA将其列为最高级别安全隐患。
2023年,星际客机的首次载人飞行测试(CFT)因降落伞系统缺陷、线缆易燃问题和推进系统复查多次延期,再次推迟发射。
到了2024年,NASA估计也耗不起了,首次载人任务强行实施,结果呢?飞船的氦气泄漏问题再次暴露,导致多个推进器失灵,使得飞船无法进行自主对接。
如果当时没有宇航员手动控制飞船,星际客机甚至可能会偏离轨道,无法完成任务。这些问题不仅让NASA大为光火,也让外界对波音的航天能力产生了质疑。
相比波音,SpaceX近些年的成功,已经令它彻底成为NASA载人航天计划的“独苗”,成为NASA的主要选择。
不过,苏妮·威廉姆斯和布奇·威尔莫尔的归途虽然基本确定,但是搭乘SpaceX的“龙”飞船返回地球,也并不是“十拿九稳”的!
事实上,航天器返回过程的风险丝毫不亚于发射,因为进入地球大气层的过程,是对航天器结构、隔热材料乃至宇航员身体极限的终极考验。
无论是中国的神舟飞船、俄罗斯的联盟号,还是美国的载人龙飞船、波音星际客机,所有载人航天器在返航时都必须经历一个极端凶险的过程——高速再入大气层。
从国际空间站离开后,“龙”飞船将首先进行轨道离轨点火,使飞船速度下降并进入返回轨道。
此时,返回舱将与服务舱分离,前者带着宇航员向地球坠落,而后者则将烧毁在大气层中。
在近地轨道运行的航天器速度接近7.9公里/秒,而从更远的月球、火星返回的飞行器速度更是达到11.2公里/秒以上。
当这些航天器以如此惊人的速度冲入地球大气层时,空气分子被瞬间压缩并剧烈摩擦,产生的气动加热效应足以让返回舱外部温度飙升至千度以上。
以美国猎户座飞船的绕月飞行任务为例,在再入过程中,返回舱表面温度一度超过2700℃,几乎可以瞬间熔化绝大多数金属。
为了抵御这种极端高温,航天器的返回舱都采用了特殊的防热设计。例如,中国神舟飞船的返回舱外层涂有烧蚀材料,并配备隔热防护大底。
当高温来袭时,烧蚀材料会逐层剥落,带走大量热量,以此保护舱内宇航员的安全。
这也是为什么每次返回地球后,返回舱的外观都会被烧得焦黑、坑坑洼洼——这并不是“故障”或“损坏”,而是防热材料完成使命后的自然表现。
在这个过程中,通讯也会因电离层屏蔽而短暂中断,地面无法与宇航员联系,直到返回舱减速到安全高度后,通讯才会恢复。
对于苏妮·威廉姆斯和布奇·威尔莫尔而言,尽管“龙”飞船的隔热系统经过多次验证,但返回地球的过程依然是生死攸关。
美国载人龙飞船选择在大海降落,返回舱突破黑障区后正式降落在海面上,还会在适当时机打开降落伞,进行最后的减速。
由于美国采用海上回收方式,飞船最终落入了大西洋,等待回收船前来接应。
但海上降落其实看似平稳,实则也暗藏风险,海域面积相当大,风浪、海流、飞船翻覆等意外情况,都可能影响回收进程。
这些对于已经在太空停留了九个月的宇航员来说,事实上都是不可预知的风险。
所以说,只要苏妮·威廉姆斯和布奇·威尔莫尔这2名宇航员,虽然真正落地报出了平安,但整个过程其实也是惊险万分!
但这又能怪谁呢?波音星际客机的失败造成了如今NASA的尴尬处境,SpaceX奉命行事,即使返回途中出了事故,也只能怪2名宇航员命不好!