“星际线”载人飞船发射记录

“星际线”载人飞船整体介绍

2019-

(Starliner spacecraft)

如图:正在测试的OFT-2任务飞船,准备进行第二次无人试飞

CST- 100飞船是由美国波音公司出资和NASA研制的新型载人飞船,能一次性搭载最多7名航天员。“CST- 100”中的数字100代表100公里,约为地球与近地轨道间的距离,这说明它专]执行空间近地短途运输任务。2015年9月4日,美国波音公司正式将CST- 100载人飞船命名为”Starliner” ,中文译为“星际线”.

星际线”号飞船类似于洛克希德.马丁公司为美国宇航局建造的“猎户座”飞船。 它的返回舱直径比“阿波罗”返回舱大,但小于“猎户座”返回舱,下面是飞船的基本数据:

高度 5.03m
直径 4.56m
净重 1.3t
内部空间 11m³
最大搭乘人数 7,任务为4
设计寿命 可重复使用10次
自由飞行 60h
空间站停靠飞行 不少于210天
航天爱好者网制表

“星际线”号采用美国宇航局的对接系统进行对接,使用波音的轻型烧蚀器作为隔热板。它选装的太阳能电池将提供超过2900瓦的电能,将被放置在位于底部的微型流星体碎片防护罩的顶部。“星际线”号飞船将搭载4-7名宇航员,能够在轨道上执行长达7个月的任务,并能重复使用10次。“星际线”号可适应多种火箭发射,如“宇宙神-5”、“德尔塔-4”、“猎鹰9”号和新火箭“火神”号等。现在由宇宙神N22构型火箭将执行8次飞船发射任务,之后飞船将由Vulcan-N22型火箭取代。无论是火神还是宇宙神火箭,它将从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地的SLC-41发射台发射。

Atlas 5 N22,该构型N22中的N意为无整流罩(原来一般是4或者5,代表4米或5米直径整流罩),第一个2代表两枚助推器,第二个2代表两台RL-10推动的双发半人马上面级,宇宙神5火箭目前的所有发射全部成功不愧为“金牌火箭”,之前双发半人马座上面级只有在退役的大力神火箭上采用过,而宇宙神火箭之前从未使用过双发半人马上面级,由此可见大质量近地轨道载荷的稀缺性。

如图:国际空间站的几种载人航天载具介绍

2014年9月16日,美国宇航局选择“星际线”飞船和“载人龙”飞船为国际空间站运送宇航员。美国宇航局和两家公司签订的载人运输合同总价值42亿美元。美国波音公司铆足了劲,争取首先发射载人飞船前往国际空间站赚到第一桶金。波音公司原计划2019年3月,第一艘“星际线”号飞船将搭乘“宇宙神-5”火箭,从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空,进行第一次无人驾驶轨道飞行。可因种种原因,第一次代号为OFT-1任务的无人首飞测试任务推迟至2019年12月20日发射,进度已经慢于载人龙飞船无人首飞。

Boeing’s CST-100 Starliner spacecraft sits atop a United Launch Alliance Atlas V rocket at Cape Canaveral Air Force Station’s Space Launch Complex 41 in Florida on Dec. 5, 2019, for the program’s first-ever Integrated Day of Launch Test the following day. The rocket’s booster and Centaur upper stage will be filled with propellants for a full run-through of the launch countdown. The rehearsal is practice for Boeing’s upcoming uncrewed Orbital Flight Test to the International Space Station for NASA’s Commercial Crew Program.

然而,这次代号为OFT-1的首次不载人试飞任务暴露出问题、导致飞行时间缩短并使飞船未能同国际空间站对接,只能提前返航。此后波音于2020年4月份宣布将自费开展OFT-2试飞。OFT-1任务中暴露的问题包括计时器算错时间,导致飞船在船箭分离后误认为自己所处飞行阶段不对,还包括在即将再入前得到了纠正、不然可能会让飞船服务舱和乘员舱在分离后相撞的另一项软件缺陷。

Boeing, NASA, and U.S. Army personnel work around the Boeing CST-100 Starliner spacecraft shortly after it landed in White Sands, New Mexico, Sunday, Dec. 22, 2019. The landing completes an abbreviated Orbital Flight Test for the company that still meets several mission objectives for NASA’s Commercial Crew program. The Starliner spacecraft launched on a United Launch Alliance Atlas V rocket at 6:36 a.m. Friday, Dec. 20 from Space Launch Complex 41 at Cape Canaveral Air Force Station in Florida. Photo Credit: (NASA/Bill Ingalls)

随后波音称,在工程师们完成飞船软件更新的同时,飞船本身也已即将进入总装阶段,乘员舱各大部件已安装完毕,各系统正在做最后的检查。乘员舱随后将同已完工的服务舱对接,进行发射前的最后准备。

时间来到2021年5月,NASA和波音已把CST-100“星际客机”商业载人飞船第二次不载人试飞的发射时间定在2021年7月30日。两者在各自所发消息中说,它们打算在美国东部时间2021年7月30日下午2时53分采用ULA的宇宙神5火箭发射执行“轨道试飞”OFT-2任务的“星际客机”飞船。那天发射将让飞船能够在次日晚同国际空间站对接。

新的发射日期是在NASA和波音完成一项“综合任务合练”后确定的。合练采用了波音设在休斯敦一座设施的一台模拟器。5天的模拟包含了从射前26小时直到飞船返航着陆的各项活动,包括同空间站对接和脱离对接。波音主管“星际客机”项目的副总裁和计划经理沃尔默说,这为在有最逼真的硬件和任务控制人员参与的情况下对软件进行尽可能接近于实际飞行的全程运行模拟提供了又一次机会。

A United Launch Alliance Atlas V rocket with Boeing’s CST-100 Starliner spacecraft onboard is seen illuminated by spotlights on the launch pad at Space Launch Complex 41 ahead of the Orbital Flight Test mission, Wednesday, Dec. 18, 2019 at Cape Canaveral Air Force Station in Florida. The uncrewed Orbital Flight Test will be Starliner’s maiden mission to the International Space Station for NASA’s Commercial Crew Program. The mission, currently targeted for a 6:26 a.m. EST launch on Dec. 20, will serve as an end-to-end test of the system’s capabilities. Photo Credit: (NASA/Joel Kowsky)

除完成上述合练外,波音还完成了由独立评审队伍在2019年12月首次OFT不载人试飞后建议采取的整改措施的落实工作。首次试飞出现了几个问题,致使飞船未能前往空间站。NASA在所发消息中称,那些整改措施正在等待由其“收关”。

OFT-2任务将使用的飞船眼下已基本准备就绪。在到仲夏时节该着手为OFT-2任务做射前准备之前,波音现将把工作重点放到后续“载人试飞”(CFT)任务所用飞船的处理上。

A Centaur upper stage is lifted at the Space Launch Complex 41 Vertical Integration Facility at Florida’s Cape Canaveral Air Force Station on Nov. 8, 2019, for mating to the United Launch Alliance Atlas V first stage in preparation for Boeing’s Orbital Flight Test (OFT). The uncrewed OFT mission will rendezvous and dock Boeing’s CST-100 Starliner spacecraft with the International Space Station as part of NASA’s Commercial Crew Program. Starliner will launch atop the Atlas V rocket from Space Launch Complex 41.

虽然飞船已即将准备就绪,但鉴于东靶场发射活动以及各类飞船到访国际空间站的进度安排,波音还是要等到7月底再发射。“星际客机”可对接到站上两个对接口之一上,其中一个对接口现由执行“机组”2任务的“载人龙”飞船占用,而另一个则将由定于6月3日发射的一艘货运型“龙”飞船使用。那艘货运飞船定于7月中旬离开。

A United Launch Alliance Atlas V rocket with Boeing’s CST-100 Starliner spacecraft onboard is seen on the launch pad at Space Launch Complex 41 ahead of the Orbital Flight Test mission, Thursday, Dec. 19, 2019, at Cape Canaveral Air Force Station in Florida. The uncrewed Orbital Flight Test will be Starliner’s maiden mission to the International Space Station for NASA’s Commercial Crew Program. The mission, currently targeted for a 6:36 a.m. EST launch on Dec. 20, will serve as an end-to-end test of the system’s capabilities. Photo Credit: (NASA/Joel Kowsky)

不过,新的发射日期还是要比此前的预期略早了一些。NASA官员4月中旬曾表示,他们预计OFT-2任务会在8月或9月份发射。波音当时称,若有更早的发射窗口出现,“星际客机”可在5月中旬具备飞行条件。

NASA和波音仍抱有这样的希望,即如果OFT-2能在夏天发射,那么由3名NASA宇航员执飞的CFT载人试飞仍可在年内进行。肯尼迪航天中心主任卡巴拉5月6日在一次会议上说,他们仍希望CFT任务能在“今年晚些时候”进行。

【回顾商业载人飞船的首发成员组】(载人龙)一个全上天了,(星际线)一个全没上天…

CFT任务将由NASA宇航员迈克·芬克、尼科尔·曼和巴里·威尔莫尔执飞。NASA和波音10月份宣布,威尔莫尔将替换波音的克里斯·弗格森,后者因个人原因退出了CFT任务。这是CFT成员组的第二位航天员变动。

【2021年08月14日】凌晨的发布会上指出,OFT-2任务将持续推迟。目前未指出明确时间,但CST-100项目副主管表示”如果今年能打出去,那会是极好的。“

推迟的原因在于飞船推进系统的NTO从阀门密封圈渗透,穿过密封圈后附着在阀门干燥侧表面,与空气中的水发生反应,形成硝酸腐蚀了阀门,导致阀门无法打开。

执飞OFT-2的CST-100飞船将运回工厂,执飞箭将被拆解,为STP-6及Lucy任务让路。

考虑到GOES-T将于2022年1月发射,则OFT-2可能会更晚。

距离商业载人航天项目合同发布已经有7年之久了(2014年),回想当年Boeing和SpaceX中标时。业界曾普遍认为SpaceX只是波音的备份,或者是陪标,波音首飞几乎是板上钉钉,毕竟当年两者体量相差悬殊。甚至有人认为SpaceX中标载人项目几乎是“不可理喻”(Unreasonable)的,甚至被怀疑是利益输送。一转眼6年匆匆而过,今天的局面真是谁能料到呢?

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