SpaceX+NASA 開創(chuàng)太空探索新模式

4月27日，SpaceX公司創(chuàng)始人埃隆?馬斯克(Elon Musk)于在推特上宣布：公司計(jì)劃最早于2018年用“重型獵鷹火箭”發(fā)射無人“紅龍”（Red Dragon）飛船抵達(dá)火星。“紅龍”是正在研發(fā)的二代龍飛船（Dragon V2）的火星版本。他說，將會(huì)派第二代“龍”飛船執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)。“第二代龍飛船的設(shè)計(jì)，是讓它能在太陽(yáng)系的任何星球上著陸。“紅龍”火星任務(wù)是其首次試飛。”這是SpaceX公司首次預(yù)定火星任務(wù)的日期，而該公司還致力于研制實(shí)現(xiàn)載人抵達(dá)火星的技術(shù)。同時(shí)，馬斯克表示今年9月份將在國(guó)際宇航大會(huì)上，詳細(xì)公布代號(hào)為MCT（Mars Colonial Transporter）的一整套火星計(jì)劃。

馬斯克聲稱“紅龍飛船可以根據(jù)著陸地點(diǎn)的不同，向火星表面運(yùn)送2-4噸不等的有效載荷”。事實(shí)上，即使是最低的2噸載荷，也已經(jīng)超過了人類歷史上所有的向火星表面的一次性投送能力，之前送上火星表面最重的載荷是于2011年發(fā)射，2012年著陸火星，并至今仍在正常工作的“好奇號(hào)”火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，重量為899kg，并采用十分復(fù)雜的“天空升降機(jī)”登陸火星。“紅龍“的運(yùn)載能力在理想情況下可以運(yùn)送四輛“好奇號(hào)”前往火星。馬斯克還聲稱，得益于重型獵鷹火箭的強(qiáng)大運(yùn)載能力，“紅龍“飛船幾乎可以前往太陽(yáng)系中任何地點(diǎn)。它不只可以著陸在火星上，也可以著陸在月球上，甚至著陸在木星的第二個(gè)衛(wèi)星上。根據(jù)SpaceX公司的資料，“重型獵鷹火箭”的地火轉(zhuǎn)移軌道（MTO）運(yùn)載能力為13噸，考慮到未來更換比沖更大的先進(jìn)上面級(jí)的可能，這個(gè)運(yùn)力還可能增加。

事實(shí)上，“天空升降機(jī)”已經(jīng)不適用更重的飛船在火星上的著陸。“紅龍”在火星表面的軟著陸，主要依靠它側(cè)壁的8臺(tái)SuperDracos液體發(fā)動(dòng)機(jī)，這種發(fā)動(dòng)機(jī)能在點(diǎn)火指令下達(dá)的100毫秒內(nèi)達(dá)到全推力狀態(tài)，并且根據(jù)飛船傳感器和飛控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)整推力和姿態(tài)。SuperDracos現(xiàn)階段主要用于載人龍飛船的上升段逃逸系統(tǒng)。之前SpaceX成功地進(jìn)行了載人“龍”飛船的發(fā)射臺(tái)逃逸實(shí)驗(yàn)。如果此次火星著陸任務(wù)成功，將會(huì)幫助SpaceX公司實(shí)現(xiàn)將更大載荷采用反推系統(tǒng)送往火星表面的能力。

這次SpaceX公司發(fā)布火星任務(wù)時(shí)，正值我國(guó)宣布在2020年進(jìn)行火星探測(cè)計(jì)劃后不久，從而引起了公眾和媒體的廣泛關(guān)切。有人對(duì)SpaceX公司的宣布表示贊賞，但也有人對(duì)SpaceX公司能否完成如此復(fù)雜的任務(wù)表示懷疑？的確，只靠一家私營(yíng)的SpaceX公司完成這樣的任務(wù)是十分困難的，但它背后，卻有美國(guó)宇航局（NASA）的全面支持。

早在2011年，在NASA Ames中心成立的SpaceX公司和NASA聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，完成了用“龍”飛船登陸火星的可行性論證報(bào)告。報(bào)告認(rèn)為：用“重型獵鷹火箭”發(fā)射 “紅龍”飛船登陸火星是探測(cè)火星的效費(fèi)比很高的途徑。在這之后，NASA Ames中心、噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）、Langley中心，在“紅龍”飛船的進(jìn)入、下降和著陸(EDL)技術(shù)和搭載的科學(xué)載荷方面，進(jìn)行了一系列的研究試驗(yàn)。

2014年12月，SpaceX公司與NASA簽訂了“商業(yè)航天能力合作協(xié)議（Collaborations for Commercial Space Capabilities ，CCSC)”。這種協(xié)議是一種無資助的航天活動(dòng)協(xié)議（Unfunded Space Act Agreement），它是NASA的太空技術(shù)任務(wù)部的先進(jìn)概念計(jì)劃的一部分。其內(nèi)容包括火星著陸技術(shù)和最終人類在火星生活等兩方面，并要求在2017年3月完成。今年4月25日和26日，NASA和SpaceX公司兩次修改協(xié)議，明確任務(wù)目標(biāo)將面向“紅龍”飛船登陸火星任務(wù)。4月27日，NASA副局長(zhǎng) Dava Newman 對(duì)修正的協(xié)議作了說明：“作為從SpaceX公司得到火星進(jìn)入、下降和著陸的數(shù)據(jù)， NASA 將對(duì)”無人“龍”飛船在火星著陸提供技術(shù)支持。“

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