SpaceX和波音的载人飞船逃逸系统简介

“载人龙”曾在2015年5月6日做过一次逃逸试验

航小宇处报道:载人航天器都自备逃逸系统,以在发射出问题时帮助宇航员安全返回地球。但逃逸系统的工作方式并不全都一样。去年10月,在火箭出故障后,俄联盟号飞船的发射逃逸系统把两名本拟飞赴国际空间站的宇航员安全地带回了地面。按照设计,太空探索公司和波音建造的新型商业载人飞船也同样能在出现紧急情况时安全地同火箭分离并返回地球。

不过,这两家公司都尚未对其飞船的逃逸系统进行全面试验。两家都在对逃逸发动机进行的初步试验中遇到麻烦。4月20日,太空探索公司的“载人龙”飞船在卡纳维拉尔角对“超级天龙座”逃逸发动机进行点火试车时发生了一起重大事故,所产生的烟云在数公里外都能看到。去年7月,波音在对其发射逃逸发动机进行试验时也同样发生了“异常”,尽管没有发生剧烈爆炸或出现烟云的报道。

看到用来拯救生命的东西化为烟云或许会令人感到不安,尤其是对于打算乘坐那些飞船上天的宇航员来说。但这些“异常”也有助于工程技术人员在对宇航员生命安全造成实际威胁前发现和解决所存在的问题,最终会让飞船变得更加安全。

载人航天发射可采用的逃逸方式有两种,即已经过反复考验的老式“拉式”逃逸和新近出现的“推式”逃逸。推式逃逸机构在飞船乘员舱顶部安装少量的推力器,让火箭头锥部分呈长长的尖形。当发射任务中止时,这些面朝下的推力器会把乘员舱“拉”离火箭,并飞到安全距离以外。NASA在“水星”项目上首次采用了这种逃逸系统。“水星”是该局第一个载人航天项目。阿波罗登月项目和俄联盟号箭船组合采用的也是这种系统。

“载人龙”发射逃逸系统启用效果图

推式逃逸系统的概念由波音于2010年推出,但首先采用的却是太空探索公司。该公司的“载人龙”飞船不是在飞船顶部安装逃逸塔,而是把推力器放在飞船侧壁上。飞船船体上嵌有8台“超级天龙座”推力器,可在出现紧急情况时把飞船“推”离火箭。4月20日爆炸发生时正在测试的就是“超级天龙座”发动机。太空探索公司曾在2015年成功地对“载人龙”的逃逸系统进行了首次试飞。该公司尚未给出新近这起事故的原因,但估计与首次试飞后所做的一项改动有关。

波音的CST-100“星际客机”飞船采用与“载人龙”类似的发射逃逸系统,但用的是由航空喷气发动机洛克达因公司建造的4台RS-88发动机。波音报称,“星际客机”在去年7月的逃逸发动机热试车中有阀门出现推进剂泄漏。虽未发生剧烈爆炸,但那起事故导致了该飞船首次不载人试飞的推迟。那次试飞现定于8月份进行。

虽然两个商业厂家不约而同地采用了新式逃逸系统设计,但NASA却仍在让其“猎户座”飞船坚守老的“拉式”方法。NASA最早将在2024年用该飞船送宇航员前往月球。该局打算在6月12日对“猎户座”的逃逸系统进行第二次试验。首次试验早在2010年就已成功完成。NASA后来利用首次试验所获数据对系统设计做了改进。

这三种飞船在返航时都将采用伞降方式,但马斯克3月份发推特说,“载人龙”可把其推力器作为备份。太空探索公司原本有望赶在波音之前首先开始送人前往国际空间站,但新近这起爆炸事故很可能意味着它将被波音反超。太空探索公司尚未透露爆炸原因以及对“载人龙”进度的影响。“载人龙”代号为“验证”2的载人试飞目前名义上还安排在7月25日进行,但极有可能会调整。

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