在中原標準時間9月29日,美國SPaceX公司發射了一艘載人龍飛船去執行一次特殊的飛行任務。之是以說這次飛行任務很特殊,是因為和之前的載人飛行任務不同,這是要去執行一次所謂的“太空救援”任務。
這是因為在6月5日,美國的波音公司發射了一艘載人的“星際客機”飛船去執行首次載人飛行任務,将2名宇航員送上國際空間站。按照最初的計劃,這兩位宇航員在國際空間站停留幾天,就會乘坐“星際客機”飛船傳回地球。
但是由于“星際客機”飛船存在諸多問題,沒法確定安全返航,“星際客機”飛船返航時間不斷推遲,最後還要采用“空載”的方式傳回,也就是不搭載宇航員傳回地球。而這兩位宇航員也是以被困在國際空間站3個多月了。
這樣一來,就算“星際客機”飛船在返航的過程中出現問題,也不會影響到宇航員的安全。不過,這樣的結果就是,參與這次飛行任務的2名宇航員沒法按期返航了,需要等待新的飛船去把他們接回來。NASA的方案是讓SPaceX公司發射一艘載人龍飛船把這兩位宇航員接回來。
9月29日,一艘載人龍飛船發射升空,它将會在9月30日和國際空間站對接。這是載人龍飛船第九次執行國際空間站的宇航員輪換任務,代号為“Crew-9”,這次隻搭載了2名宇航員,分别是美國的尼克・黑格和俄羅斯的亞曆山大・戈爾布諾夫。
載人龍飛船是可以重複使用的新一代載人飛船,之前的載人飛行任務中,一般都是搭載4名宇航員,而這次飛行任務隻搭載了2名宇航員,目的是預留2個座位給波音公司“星際客機”飛船的那兩位宇航員。
雖然現在載人龍飛船已經發射升空,在返航時會把“星際客機”飛船的那兩位宇航員接回來,對于這兩位宇航員來說是一個好消息,返航的方案總算是确定了,但是由于這艘載人龍飛船需要到明年2月才會返航,是以這兩位宇航員還需繼續留在國際空間站上幾個月時間,原本執行飛行幾天,現在卻延長到8個月時間。
飛行時間大幅度延長,不管是對這兩位宇航員來說,還是對國際空間站的正常運作來說,其實都不是一個好消息。一方面,飛行時間越長,對宇航員的身體影響越大,這就是為什麼空間站飛行任務一般都是6個月左右就會進行輪換,而這兩位宇航員需要在國際空間站上停留差不多8個月。
另一方面,由于國際空間站多了這兩位“不速之客”,這也影響到了國際空間站後續的載人飛行任務,這不,原本應該搭載4名宇航員的載人龍飛船,在執行代号為“Crew-9”的飛行任務時,隻能搭載2名宇航員了。
而且,由于這兩位宇航員超期返航,為了讓國際空間站正常運作,美國、俄羅斯方面都發射了貨運飛船進行補給,運輸包括食物、水之類的物資到國際空間站。
不管怎麼說,即使這兩位宇航員要在國際空間站停留近8個月,超期飛行,但是能夠安全返航就是最好的消息了。因為飛船在返航的過程中是非常驚險的,此前沒法確定“星際客機”飛船的安全,是以NASA不敢讓這兩位宇航員去冒險,改用可靠性更高的載人龍飛船去把他們接回來。
飛船返航要經受近2000℃灼燒
雖然“星際客機”飛船最後安全着陸,但是美國NASA選擇更加穩妥的返航方案,讓“星際客機”飛船空載返航,這其實也是可以了解的。畢竟誰也不知道“星際客機”飛船在返航過程中會不會出現問題,要知道,飛船從外太空傳回地球的過程是非常驚險的,需要經受接近2000℃高溫的灼燒。
這是因為飛船在環繞地球飛行的時候需要達到足夠快的速度,這個速度接近地球的第一宇宙速度7.9公裡每秒。如果比這個速度小很多,飛船就會在重力、空氣阻力的作用下不斷下降高度,然後墜落大氣層,沒法長時間飛行。
也正是由于飛船的飛行速度這麼快,在傳回地球的過程中飛船就需要進行一系列的制動減速,把速度降下來才能安全着陸。地球擁有濃密的大氣層,高度越低空氣密度越大,空氣阻力自然也越大,在空氣阻力的作用下,飛船的速度會逐漸下降,但是當飛船以這麼快的速度闖入地球大氣層時,就會面臨一個問題,那就是氣動加熱效應。
也就是說,當飛船高速重返地球大氣層時,在氣動加熱效應會非常強烈,導緻飛船外部溫度急劇上升,局部區域的溫度甚至可以接近2000℃。在這麼高溫的灼燒下,一般的材料是難以承受的,是以從外太空返航的那些衛星、火箭殘骸、飛船殘骸會直接在大氣層中燒毀。
而載人飛船的傳回艙經過特殊的設計,能夠承受超過2000℃的灼燒,不會出現問題。不過,在這麼高溫的灼燒下,飛船傳回艙外部還是會出現變化的,局部區域會因為高溫而被燒得面目全非、黑不溜秋。