载人首飞延迟多年，“星际线”探索前途

原创 于远航 中国航天报

波音公司星际线飞船在北京时间6月5日22时52分推迟多年后，首次执行载人任务，承担着推进系统氦气泄漏等风险。这项任务的官方名称是“乘客航行检测”。根据最低载人的配备，飞船配备了美国宇航局的两名资深宇航员，进行完整的任务流程测试，包括对接国际空间站。那星际线飞船的亮点是什么？为什么它的载人任务会一次又一次地延迟？这样又给载人航天工作带来了什么启示？

宇宙之神5火箭发射星际线飞船

努力创新 降低成本

2009年9月18日，美国宇航局宣布，在经历了两起毁灭性事故并评估整体效益不佳后，航天飞机将逐步退役。亚特兰蒂斯号航天飞机于2011年7月21日执行了最后一项任务，正式结束了航天时代。与此同时，美国宇航局在2010年提出了商业乘客发展规划，以保持其载人航天能力，从而催生了波音的星际线飞船和SpaceX的载人龙飞船。

早在设计之初，星际线飞船就公布了一个亮点设计方案，满足国际空间站往返运输、低成本和乘客安全的需求。

第一，该飞船希望通过使用部分可重复使用设计，显著降低载人航天任务成本，提高相关任务的可持续性。具体而言，星际线飞船的形状与阿波罗飞船相似，选择乘员舱和服务舱串联双舱。在这些设计中，乘员舱可重复使用10次，重复使用6个月。为了确保每次回收都“柔和”着陆路面，乘客舱不仅配备了巨大的着陆伞，还在底部安装了安全气囊，以充分减少着陆冲击。

探测星际线飞船的逃逸发动机

第二，星际线飞船省略了传统的逃逸塔，采用安全逃逸技术与在轨机动系统一体化设计。

逃逸系统是载人航天任务必不可少的应急系统。传统的拉伸逃逸系统是在火箭顶部设置一个逃逸塔。如果发射任务失败，安装在其上方的固体发动机将乘客舱从火箭中拉出，飞出距离。星际线飞船的逃逸系统安装在圆柱形结构的服务舱上，与飞船上负责轨道运动的轨道控制发动机同用一套推进剂供应系统，包括4台170千牛推力的逃逸发动机、20台6700牛推力的轨道运动和姿态控制发动机、28台380牛推力的反作用控制发动机。当逃逸系统不启动时，它可以为正常任务提供额外的推进剂。这样可以帮助飞船整体减肥。

最后，与以往的载人飞船相比，星际线飞船显著提高了负载能力，高度5.03米，乘客舱直径4.56米，加压容量11立方米，发射质量13.2吨，最大载人人数7人，国际空间站后载人员4人，人货混装4人。乘员舱采用锥形结构，用于安装与国际空间站对接的结构设施，以及适应高速再入极热环境的防热大底。但是服务舱底部配有太阳能电池板，使得飞船具有60小时的单飞能力和210天的停靠空间站飞行能力。

隐患不断 一再延期

波音是当之无愧的美国老牌载人航天器制造商。从最早的水星飞船、双子座飞船承包商麦克唐纳飞机公司到阿波罗飞船承包商北美航空公司，再到航天飞机轨道器承包商洛克韦尔公司，都合并到波音公司。可以说，波音是美国宇航局在2010年启动商业乘客发展规划时，拥有开发载人飞船经验的制造商。

鸡蛋当然不能放在篮子里。经过多轮筛选，2014年9月16日，美国宇航局与波音公司和SpaceX公司签订了价值42亿美元和26亿美元的合同，包括至少一次无人航行检测和一次载人飞行检测，并在通过系统认证后执行了6次国际空间站交替飞行任务，每次4人。不难看出，波音公司寄托了美国宇航局最大的希望，SpaceX公司更像是“陪跑”和“备份”。

波音公司在商业乘客发展规划运行之初就充满信心，2010年7月宣布目标:星际线飞船将在2015年之前为商业载人任务做好充分准备。然而，它的项目实施过程反复暴露了设计、制造等缺陷，导致飞船不断“跳票”。直到2019年12月，星际线飞船终于完成了第一次无人轨试飞任务。

然而，这次航行检测显然不是“成功”。由于星际线飞船上的任务记时器在初始化时设置了错误的时间点，造成了11小时的记时误差，飞船在船箭分离后未能按计划完成入轨机动。这个故障浪费了大量的飞船推进剂，剩下的推进剂已经不能满足飞船安全对接国际空间站的要求，只能撤销对接任务，提前返回地球。

在没有人的情况下，星际线飞船与国际空间站对接。

所以，出于安全考虑，美国宇航局要求波音公司“补习”。在星际线飞船的第二次无人轨试飞中，波音公司不得不自行支付4.1亿美元。没想到，2021年8月，在飞船第二次试飞前的发射台检查中，发现有13个推进剂闸阀无法打开，迫使波音公司紧急撤销任务，投入排除。星际线飞船在2022年5月进行了第二次无人轨道飞行检测，并完成了与国际空间站的首次对接。虽然飞船在入轨和点火阶段仍然存在许多“缺陷”，但业内人士认为，这项任务是成功的，星际线飞船可以启动后续载人试飞任务。

然而，在认证过程中，美国宇航局在星际线飞船上发现了两个令人担忧的新问题:一是降落伞软连接部件的负荷限制低于预期，当一个降落伞出现故障时，另外两个降落伞会承受额外的负荷，从而降低降落伞系统的整体安全性能；另一个是包裹航天器线束胶带的易燃性隐患。一旦飞船的其他部分出现“多重故障”，胶带可能会燃烧。给飞船多个位置带来潜在风险。

解决这个问题后，星际线飞船终于迎来了第一个载人任务。然而，在火箭和飞船起飞之前，路面检查发现了火箭上级闸阀异常、飞船推进系统氦气泄漏、路面发射系统故障等故障。排除故障已经持续了将近一个月。最后，美国宇航局宣布，虽然星际线飞船仍有漏气现象，但“自信”不会造成飞行安全问题。

这项任务将检测飞船生命支持系统的性能，并在自动控制系统出现故障时，宇航员试图手动操作飞船。在飞船前往国际空间站的路上，宇航员会检查手动操作飞船的转向，并关闭飞船的所有氦气歧管闸阀，以避免泄漏加重。这次，两名宇航员计划在全球空间站停留一周左右。飞船机动能力将在从国际空间站返回地面6.5小时内进行测试。最后，飞船计划着陆美国西南部的沙漠。

前景黯淡 启发不少

据不完全统计，星际线飞船计划不断推迟，至少给波音造成了11.4亿美元的损失。而且由于飞船原定的运输工具宇宙神5火箭停工，国际空间站的退役日期越来越近，波音公司在这个项目上恢复损失的前景越来越黯淡。

在当前技术升级和商业航天兴起的大环境下，载人航天工作可以说是站在了一个新的发展起点上，星际线飞船的经历可以给航天从业者带来很多启发。

两名宇航员在发射前与星际线飞船合影。

首先，它提醒航天从业者，航天技术具有高风险、高投入、高技术的特点，需要严格的科学态度、严格的质量控制和持续的技术创新来开发航天器。在航天项目中，任何细微的错误都可能导致整个任务失败，甚至危及宇航员的生命安全。因此，研究人员必须不断提高自己的技术水平和能力，而不是“睡在功劳簿上”。

其次，星际线飞船进度的延迟也反映了航天项目的复杂性和不确定性。航天项目需要面对技术问题、环境因素和人为因素的复杂挑战。进度受影响甚至项目失败也不是不可思议的。因此，航天研究人员和管理人员有必要制定科学合理的项目计划，加强项目管理和风险控制，确保项目顺利进行。

此外，星际线飞船和载人龙飞船的“主客易位”表明载人航天工作需要合作和竞争。合作可以促进行业交流和资源共享，促进载人航天工作的快速发展。竞争有望激发所有参与者的创新能力和技术水平，促进航天技术的不断发展。

简而言之，星际线飞船的开发和测试过程充满了波折，这表明航天员工应该保持对航天技术的敬畏，加强项目管理和风险控制，积极参与合作和竞争。只有这样，载人航天工作才能持续发展，为人类探索宇宙提供更多的可能性。

文/于远航

原题：“载人首飞延期多年，“星际线”冒险前程”

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