航天界2024/09/07

第 994期

新闻速递

北京时间今天（9月7日）12时01分，波音公司滞留太空数月的星际快车飞船（Starliner）以无人状态返回地球，在美国新墨西哥州沙漠中的白沙靶场着陆。NASA和波音公司回收团队迅速抵达飞船，进行安全处置工作和着陆后检查。

星际快车首次载人试飞任务指挥官布奇·威尔莫尔（Butch Wilmore）和飞行员苏妮·威廉姆斯（Sunita Williams）留在了国际空间站上，因为NASA不信任该飞船能够带他们安全返回。

从离轨到着陆：一切正常

凌晨1时29分，星际快车舱门关闭。昨天威廉姆斯在飞船舱内整理返回物品以确保重心平衡时，将这一刻描述为“苦乐参半”。

考虑到此前的发动机故障，NASA缩短了分离流程，好让星际快车早点远离国际空间站。着陆点天气最后确认完成后，飞船对接机构解锁，国际空间站一侧的弹簧将飞船推开。发动机随后执行了一系列点火动作，飞船在分离7分钟后飞出约400米宽的国际空间站安全区域，又在16分钟后离开长4000米、宽2000米的更大范围安全区。

飞控计算机引导飞船飞向一个精确位置，以进行离轨所需的制动点火。4台大型轨道机动和姿控发动机（OMAC）工作了59秒，小一些的姿控发动机（RCS）同时根据计算机指令点火工作，以保持飞船的姿态稳定和指向正确。

离轨点火完成后，装有轨道机动大发动机、28台姿控小发动机、氦气罐和其他不再需要的系统的服务舱被丢弃，在大气层中燃烧殆尽。

有隔热罩保护并配了12台姿控发动机的飞船乘员舱，在大约120公里高度再入大气层。当它以接近每秒8公里的速度进入低层大气时，飞船外部温度高达1600多摄氏度。

大约10分钟后，在大约7.5公里高度，两个小型减速伞展开。大约1分钟后，在2.5公里高度，引导伞拉出了3个32米宽的主降落伞，将飞船的下降速度减到大约每小时29公里。到了大约800米高度，安全气囊充气，将着陆冲击力降低到相当于行走速度的效果。 12时01分，飞船着陆。

▲星际快车飞船顺利着陆（来源：波音）

发动机工作正常

事实最终证明，星际快车似乎表现不错。已知的氦气泄漏问题并没有恶化，此前出问题的姿控发动机正常点火，将飞船安全从国际空间站分离并在离轨工作期间保持了稳定工作。

所有这些步骤，都需要通过氦气加压将推进剂送给发动机。

星际快车发射升空第二天与国际空间站会合期间，由于推力下降，飞控计算机“取消”了5台姿控发动机的工作。发射前飞船就检测到1个氦气泄漏点，此时推进剂加压系统又发现了4个漏点。

经过深入的测试分析，波音工程师认为氦气泄漏是因为密封件长时间处于有毒推进剂中，性能略有下降。但他们称即便有泄漏，飞船上的氦气足够支持离轨操作。发动机的问题经测试表明则是高温引起的，这反过来又导致发动机阀门内的特氟纶密封件变形，限制了推进剂的流动。

波音工程师下结论说，高温主要是多次手控测试的结果。发动机在这些测试中快速点火数百次，并长时间暴露在阳光直射下。任务后期测试中姿控发动机似乎已工作正常，表明密封件已经收缩回到或接近其原始形状。

▲国际空间站相机拍摄飞船分离后画面

（来源：NASA）

波音的自信不敌NASA

波音认为，载人返回模式下将不会进行手动飞行测试，飞船将尽量减少问题发动机上的阳光直射，而且在不需要交会的情况下本来就不用点火那么多次，因此发动机在载人返回过程中不会有问题。

他们似乎说对了。成功着陆对波音公司来说是一记强心针，他们坚称星际快车本来是可以安全将宇航员带回地球的。但NASA认为不确定性太大，不能让宇航员冒险。

“太空飞行很难，余量很小，太空环境不容乐观。我们必须不能出错。”约翰逊航天中心飞行运营主管诺姆·奈特（Norm Knight）说。

“让飞船无人返回是必要的，NASA和波音公司对于星际快车在最极端环境中的表现也有了充分了解。”NASA总部太空运营总监肯·鲍尔索克斯（Ken Bowersox）说，“NASA期待继续与波音团队合作，为星际快车执行国际空间站乘组轮换任务进行认证。”

▲8年前的星际快车服务舱姿控发动机点火试验

（来源：reddit）

星际快车前途不明

该型飞船的前途远未明朗。服务舱在重返大气层前按计划被丢弃，地面工程师们无法对其硬件进行检查，以准确查找氦气泄漏和发动机异常的原因。该飞船将面临更多的数据分析、测试甚至重新设计工作。

波音飞船出问题不是一天两天了，前面的问题导致其首次载人飞行推迟近4年，项目成本超支15亿美元（也有一说为16亿美元）。本次任务中让飞船以无人状态返回的决定对波音公司来说又是一个打击，更不用说两起737 Max 8坠机事件后波音正在努力恢复公众信心。

目前尚不清楚怎样彻底解决星际快车飞行中遇到的问题，是否需要再来一次昂贵的试飞，以及该飞船何时可以准备好将宇航员送往国际空间站。预计下一次飞行（无论是否载人）最早也得到明年年底才能进行。

▲“同工不同酬”的两种商业载人飞船

（来源：每日宇航员）

试飞宇航员辛苦了

61岁的威尔莫尔和58岁的威廉姆斯都是太空飞行老兵，乘过了航天飞机、俄罗斯联盟号飞船和波音星际快车飞船，明年2月又将登上SpaceX龙飞船。遍乘人类四种载人航天器的飞行纪录，也许前无古人、后难有来者了。

这艘龙飞船计划本月24日升空。龙飞船乘组通常为4人。为了给威尔莫尔和威廉姆斯腾座位，两名NASA宇航员不得不退出本次飞行。留下的NASA宇航员尼克·黑格（Nick Hague）将担任Crew 9任务指挥官，与俄罗斯宇航员亚历山大·戈尔布诺夫（Alexander Gorbunov）一起奔赴为期6个月的国际空间站任务。

2022年7月升空、2023年9月返回的国际空间站第68批远征队成员，也遇到过在轨任务不得不延长的困境。其飞行从6个月延长到了一年多，因为将他们送上太空的俄罗斯联盟号飞船大量泄漏冷却液，恐无法安全载人返回。

“从6个月延长到12个月是很艰难的，但并不像从8天延长到8个月那么难。”当年首次飞行就遇到计划变化的NASA宇航员弗兰克·卢比奥（Frank Rubio）说，“（威尔莫尔和威廉姆斯）表现得很好。当然，你会有一点失望，承认这一点是没问题的。但你也不能一直闷闷不乐吧？……只需要全身心投入到任务中。”

▲加入国际空间站工作的波音试飞任务宇航员

（来源：美联社）

新闻来自SpaceFlightNow：

William Harwood，Starliner lands safely in New Mexico，

https://spaceflightnow.com/2024/09/07/starliner-lands-safely-in-new-mexico/

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