NASA將與SpaceX聯(lián)手研發(fā)和測試維生系統(tǒng)，以確保乘坐SpaceX載人飛船Crew Dragon的付費(fèi)游客在繞月飛行時能夠活著回來。

據(jù)每日郵報報道，美國宇航局（NASA）已經(jīng)證實，開始與美國太空探索技術(shù)公司SpaceX聯(lián)手研發(fā)和測試維生系統(tǒng)，以確保乘坐SpaceX載人飛船Crew Dragon的付費(fèi)游客在繞月飛行時能夠活著回來。此外，這套維生系統(tǒng)也將被用于NASA的“商業(yè)航天員計劃”，即將在地球與國際空間站之間接送宇航員。同時，SpaceX的其他太空任務(wù)也可能用到。

這套維生系統(tǒng)簡稱ECLSS，是Environmental Control and Life Support System的縮寫，即環(huán)境控制與生命支持系統(tǒng)。它是由機(jī)械、管道、箱槽以及傳感器等組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，為宇航員提供空氣和其他維持生存的必要條件。NASA“商業(yè)航天員計劃”船員系統(tǒng)負(fù)責(zé)人布萊恩·丹尼爾（Brian Daniel）說：“ECLSS及其子系統(tǒng)對開發(fā)人員形成了獨(dú)特挑戰(zhàn)，這類系統(tǒng)必須確保對人類安全來說至關(guān)重要的參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，比如溫度、二氧化碳水平、氧氣水平以及艙內(nèi)壓力等。維生系統(tǒng)的各項功能不僅要健全，需要有容錯能力，還需要確保在整個任務(wù)期間持續(xù)發(fā)揮作用。”

盡管由制造航天器的公司對ECLSS系統(tǒng)進(jìn)行測試，但NASA工程師需要驗證結(jié)果，看其是否滿足飛行安全與可靠性操作的要求。波音公司和SpaceX都在為“商業(yè)航天員計劃”制造航天器、發(fā)射系統(tǒng)以及操作網(wǎng)絡(luò)，后者甚至制造了測試版本的Crew Dragon，專門用于評估維生系統(tǒng)。SpaceX表示，ECLSS Module以盡可能接近可操作飛船的規(guī)格建造，為此在制造和測試過程中獲得的知識可被順利傳給飛行版本的飛船。

ECLSS系統(tǒng)還可為太空服提供空氣、維持艙內(nèi)壓力、調(diào)節(jié)飛船內(nèi)部所有環(huán)境因素，比如溫度和濕度等。此外，這套復(fù)雜的系統(tǒng)擁有滅火功能，并過濾掉空氣中宇航員呼出的二氧化碳。它在很大程度上非常依賴計算機(jī)軟件，后者可在飛行過程中幫助宇航員自動進(jìn)行操作調(diào)整。即使進(jìn)入Crew Dragon飛船內(nèi)部，宇航員依然需要穿上“發(fā)射-進(jìn)入太空服”，以防飛船艙室泄露或其他緊急情況，比如發(fā)射終止等。

在早期開發(fā)階段，工程師們曾被密封在ECLSS Module中4個小時，ECLSS為他們提供氧氣和氮?dú)饣旌蠚怏w。這種情況與參與飛船飛行的情況非常相似。SpaceX負(fù)責(zé)開發(fā)維生系統(tǒng)的工程師尼古拉斯·利馬（Nicolas Lima）表示：“不同于單純的依賴計算機(jī)模擬和分析，ECLSS Module允許我們進(jìn)行測試，并觀察Crew Dragon飛船中的維生系統(tǒng)，它們可自動控制真實船艙中的環(huán)境。我們已經(jīng)對ECLSS Module進(jìn)行了廣泛測試，并將繼續(xù)致力于改善龍飛船的設(shè)計和操作，最終確保船員安全。”

按照NASA的“商業(yè)宇航員計劃”，Crew Dragon飛船將攜帶宇航員前往國際空間站。這種飛船將搭載獵鷹9號火箭發(fā)射升空，它們會在美國佛羅里達(dá)州NASA肯尼迪航天中心的Complex 39A發(fā)射架上起飛。此外，波音公司也正制造名為CST-100 Starliners的飛船，它也可以將宇航員送上國際空間站。NASA已經(jīng)與這兩家公司簽署合同，它們將輪流前往空間站接送宇航員，但首先會對這些設(shè)備進(jìn)行飛行和操作測試。

Crew Dragon中的ECLSS Module包括透明的地板面板，它不會被復(fù)制在操作飛船上。飛船的其余部分則會盡可能地按照飛行版Crew Dragon建造，透明面板只會放置在測試模板上，以便工程師們可以觀察ECLSS系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。一旦NASA專家證明飛船、發(fā)射系統(tǒng)以及其他系統(tǒng)的安全性和可靠性，ECLSS系統(tǒng)以及安全飛船上的其他必備設(shè)備將在軌道上接受最終測試。

SpaceX的Crew Dragon高6米、寬4米，每次最多可乘坐7名宇航員。SpaceX表示：“龍飛船2012年創(chuàng)造了歷史，它成為世界上首艘向國際空間站運(yùn)送補(bǔ)給的商業(yè)太空船。這樣的壯舉此前只有政府機(jī)構(gòu)能夠勝任。但從一開始，龍飛船就被設(shè)計供人乘坐，如今SpaceX正完成必要的改進(jìn)，以實現(xiàn)這個目標(biāo)。Crew Dragon載人飛船可以為宇航員們提供愉快的旅程。它有4扇窗戶，乘客可以在座位上觀賞地球、月球以及廣闊太陽系的壯美景色。這些座位都是利用高級碳纖維和阿爾坎塔拉布做成的。”

Crew Dragon載人飛船將會取代俄羅斯聯(lián)盟號飛船，從國際空間站接送美國宇航員。NASA希望在2年內(nèi)，波音和SpaceX這兩家私人太空公司能夠開始送宇航員入軌，并減少對俄羅斯飛船的依賴。與聯(lián)盟號飛船不同，Crew Dragon會使用推進(jìn)器著陸，而非墜入海洋。SpaceX表示：“這套系統(tǒng)還能讓龍飛船像直升機(jī)那樣精確地降落在地球或其他行星上，讓星際旅行成為可能，不必再受到在海洋著陸的限制。”

Crew Dragon上還有先進(jìn)的緊急逃生系統(tǒng)（已經(jīng)于2017年年初測試過），如果發(fā)生意外，它可以將宇航員迅速帶到安全環(huán)境，就像在迪士尼樂園中體驗重力。對于飛船上的宇航員來說，這該是一次平靜的旅行。ECLSS系統(tǒng)可為他們提供舒適而安全的環(huán)境。在旅行期間，飛船上的宇航員可以將艙內(nèi)溫度設(shè)置在18到26攝氏度之間。

Crew Dragon的顯示器可提供飛船狀態(tài)的實時信息，包括飛船在太空中的位置、可能的目的地以及飛船上的環(huán)境等。除非在緊急情況下，宇航員們不必控制飛船飛行。Crew Dragon將是全自動飛船，也可以被飛船上的宇航員或遠(yuǎn)在地球的SpaceX任務(wù)團(tuán)隊監(jiān)視和控制。2017年年初，SpaceX成功發(fā)射了Crew Dragon飛船，將來其可能將宇航員送入軌道。Crew Dragon已經(jīng)證明，如果發(fā)射架上出現(xiàn)緊急情況，比如爆炸危險，它可脫離火箭，以保護(hù)宇航員安全為首要任務(wù)。

今天的測試名為“發(fā)射終止實驗”，在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地的Complex 40發(fā)射架上進(jìn)行。實驗包括發(fā)生模擬緊急情況，載人飛船被發(fā)射到安全環(huán)境中。這些飛行只持續(xù)99秒鐘，比預(yù)計時間短8秒鐘，但依然成功地證明，它可以確保宇航員安全。舉例來說，如果運(yùn)載飛船的火箭出于某種原因發(fā)生危險，Crew Dragon飛船可與火箭脫離，將宇航員發(fā)射到其他地方。

要想制造出可確保人類安全的飛船，它必須通過這種測試。Crew Dragon的每個引擎可產(chǎn)生6800公斤推力，有望將飛船推離地面1500米高處。在此次測試中，Crew Dragon飛船降落早距離岸邊1.6公里的大西洋中，并被救援團(tuán)隊找回。將來執(zhí)行太空任務(wù)時，Crew Dragon可能會在陸地上降落。它可以接送7名宇航員，SpaceX還計劃利用它執(zhí)行火星任務(wù)。

由于以測試為目的，此次飛行Crew Dragon上沒有真人，只有名為巴斯特的假人。它身上安裝了各種傳感器，以便了解人類在從危險發(fā)射臺上逃離后需要應(yīng)對的加速。幸運(yùn)的是，測試不需要完美，主要目標(biāo)是獲取盡可能多的數(shù)據(jù)，它們對于Crew Dragon在2017年執(zhí)行首次載人任務(wù)至關(guān)重要。但此次測試也具有重要的里程碑意義，SpaceX的終極目標(biāo)是將宇航員送入太空。

SpaceX任務(wù)保證副總裁漢斯·庫尼斯曼(Hans Koenigsmann)稱：“這也是SpaceX被創(chuàng)建的初衷，最終是為了人類太空飛行。這是我們首次對Crew Dragon進(jìn)行重大測試。”飛船上配有許多傳感器，包括溫度傳感器、聲音傳感器以及麥克風(fēng)，以盡可能多地收集數(shù)據(jù)。庫尼斯曼說：“它基本上可以成為飛行的儀表甲板。測試完成后，我們可以獲得許多數(shù)據(jù)。”

Crew Dragon的下個目標(biāo)將是飛行中終止實驗。屆時，在實地發(fā)射測試中，同樣的發(fā)射終止系統(tǒng)將被用于幫助飛船逃到安全環(huán)境中。下次測試有望在2017年晚些時候進(jìn)行，飛赴國際空間站將從2017年開始。SpaceX下次向國際空間站運(yùn)送補(bǔ)給將在6月15日進(jìn)行。

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