太空旅游因飞船失事而搁浅

2014-01-06 01:46杨青
太空探索 2014年12期
关键词:伯特布兰森太空船

□ 杨青

从10年前到现在,支持者一直预测太空旅行会快速发展成为一个新兴产业。发生在洛杉矶东北部莫哈韦沙漠的太空船二号飞行试飞的伤亡事件,肯定会阻碍这个行业的飞速发展。

太空船二号属于维珍银河公司所有。美国时间10月31日,在例行试飞中,太空船二号与载机分离后坠毁,造成飞行员死亡,辅助飞行员重伤。

维珍银河公司原来的目标是在2015年开始把游客送上太空。目前已经有700多人预订了飞船票,每张票价25万美元。在预订“船票”的顾客中,亦不乏名人,比如英国物理学家斯蒂芬·霍金,好莱坞明星安吉丽娜·朱莉、莱昂纳多·迪卡普里奥、汤姆·汉克斯,加拿大当红歌手贾斯廷·比伯等,甚至维珍银河公司老板理查德·布兰森本人准备带儿子坐第一趟太空航班。布兰森将如何打消这些名流的疑虑?

“现在我们不会让人驾驶公共飞船,同样的我不会,我的家人也不会参加飞行,但是我们会继续坚持。”理查德·布兰森这样说。

太空船二号为何折翼?

10月31日,正值深秋,莫哈韦沙漠天高云淡,没有讨厌的紊流和强风。和以往一样,负责太空船二号试飞的小组成员们详细检查飞船全部设施和软件,并和两位试飞员——43岁的皮特·希尔伯特和39岁的迈克·阿斯博瑞沟通,两人都曾不止一次试飞过太空船二号。

然而,这一次,幸运女神没有眷顾他们。

上午,阳光明媚,沿着一条3.22千米长的太空跑道,搭载太空船二号的“白骑士2号”飞行器发射升空。这两架造型梦幻的飞行器在天空中滑翔了近一个小时后,太空船二号从“白骑士2号”腹部滑落。之后,太空船二号尾部的推进器点燃,熊熊火焰将飞船推向更高的天空。

突然,太空船二号发生爆炸,爆炸瞬间,皮特·希尔伯特从1500米的高空跳伞着陆,受重伤,迈克·阿斯博瑞在这次事故中不幸遇难。据悉,阿斯博瑞曾9次试飞太空船二号,他有15年的驾驶经验,还有个美满的家庭,和妻子米歇尔育有两个不满5岁的子女。

美国国家运输安全委员会(NTSB)主导这次事故调查。当地时间11月2日晚,NTSB就太空船二号坠毁事故召开新闻发布会,NTSB的执行主席哈特称,负责飞船机翼的自动系统发生故障。此外,飞船发动机和燃料箱完好无损,这可以排除此前“新型燃料引发爆炸”的猜测。按照NTSB的时间表,完整的事故原因调查报告可能要1年之后才会出炉。

驾驶舱的录像显示,太空船二号飞船上一个“锁定-解锁”的手柄比原定时间早移动,两秒钟内飞船开始解体。减速装置应该在1.4马赫时启动,但在1马赫时就启动了。减速装置在飞船尾翼,翘起后增加飞行阻力,以降低飞船降落时的速度。直到羽翼装置打开之前,引擎燃烧情况正常。

哈特强调,目前尚不清楚导致飞船空中解体的是飞行员操作失误、机械故障还是一些其他的可能性。调查员已经发现了进行调查所需要的几乎所有的飞船零部件。飞船坠毁后产生的碎片散落在长约8千米的区域,表明飞船可能是在飞行过程中发生了解体。调查人员正在调查其他的原因,包括飞行员培训情况、机器故障和设计失误。

来自民间的草根设计师

当人们都在关注理查德·布兰森宏伟的太空旅游计划时,甚少有人注意到伯特·鲁坦和他的缩尺复合材料公司。但有些媒体毫不客气地写道,如果没有伯特·鲁坦,“理查德·布兰森和他的太空梦只能永远是一个梦,也不会有维珍银河公司的出现。”

太空船二号飞行示意图

伯特·鲁坦是一个痴迷于飞行器制造的天才工程师。他在自己的“小作坊”捣弄出来的飞机,早在1986年就完成了世界上首次双人环球不着陆飞行。2005年,他造出的“环球飞行者”又完成了单人不着陆环球飞行。在过去40年里,包括太空船一号、二号在内,鲁坦负责设计和制造了超过40架飞行器。包括太空船一号在内的5架飞机被美国国家航空和航天博物馆永久收藏。

让普通人也可以上太空,一直是伯特·鲁坦的梦想。早在1994年4月,伯特·鲁坦就开始构思自己的太空飞船。在微软创始人之一保罗·艾伦2500万美元的资助下,伯特·鲁坦2001年开始全面研制太空船一号。

太空船一号由名为“白色骑士”的母机挂载,用一小时爬升到15000米高空后脱离,启动火箭发动机,以每小时4000千米的速度向上冲刺。达到100千米高度后,飞船开始沿抛物线下降,直至最后滑翔降落。

太空船一号的设计非常成功。2004年9月和10月,该机两次达到距地面100千米高度。太空船一号因此成为人类第一艘来自民间的航天飞行器。用飞机运送飞机的太空旅行方式并非伯特·鲁坦首创,上世纪50年代便已经有政府航天机构尝试。但伯特·鲁坦的重大贡献在于利用民间力量,用最低的成本,同时安全、可靠地完成从概念到实机的道路。

相比地面发射,天基发射的优点是:航天器发动机不必在穿越致密大气层时高效工作,从而产生过大的负载,结构可以做得很轻,也不需要携带更多的燃料,相应会减少自重。伯特.鲁坦计算最安全、最有效的方案是在大约15000米空中发射,这个高度正好在地球大气层上端,意味着火箭发动机只燃烧非常短时间就进入太空。一旦在助推阶段有任何问题,火箭发动机能够直接关机,飞船能像滑翔机一样返回,在跑道降落。

伯特·鲁坦如今在莫哈韦沙漠领导了一个不到20 0人、名字有点拗口的“缩尺复合材料”公司。缩尺复合材料公司的设计哲学是简单。这种理性是基于复杂系统会增加失败风险,所以在新运载器设计中降低风险是最重要因素。

“缩尺复合材料”这个名字也意味着:航天器将最大限度地使用复合材料结构技术制造。“白色骑士2号”和太空船二号两者都不例外。“白色骑士2号”号称目前已有的世界最大全复合材料飞机。碳纤维复合材料是一种神奇材料,强度是钢的4倍,质量只有钢的1/4,还有几乎无限的疲劳寿命,因为复合碳材料容易修正,这点在太空船一号飞行测试的显著空气动力变化产生得到验证。

太空船二号如何游太空?

在接受媒体采访时,鲁坦说,自己有许多设计的灵感来自自然。他说:“我只是凭直觉认为海鸥应该有一对长的翅膀,而隼应该有高的翼载(飞机重量与机翼参考面积的比值)。”

太空船一号和之后的太空船二号的机翼设计都大异于传统的飞行器,夸张得像一个“星战模型”。

“我受到了很多批评。”鲁坦说,“许多空气动力学家认为它会转得像一个陀螺,这的确是一个疯狂的想法。但我知道它会奏效。”鲁坦的设计思路是,飞船在重回大气层时,第一阶段机翼呈90度,飞船会像羽毛球一样以最小的加速度下落;一旦进入大气层深处,机翼又将伸展开来,使得飞船可以滑翔着陆,而不是像其他飞船一样使用降落伞落地。

太空船二号用石墨、环氧树脂和陶瓷等制造。它采用了一些创新的设计,比如,其火箭发动机采用了液态氧化剂和固态推进剂混合的燃料等。

运送太空船二号的飞行器“白色骑士2号”翼下有4个发动机,翼展达42米,如此宽阔的翼展,可与二战期间的战略轰炸机B-29“超级堡垒”相媲美。

“白骑士2号”投放太空船二号的方式也类似于轰炸机投弹:“白色骑士2号”首先载着太空船二号爬升至18千米高空,然后,太空船二号像重磅炸弹一样被抛下,随后火箭助推装置点火,太空船二号急剧跃升。此时,6名乘客会被安全带牢牢固定在座椅上,穿着类似战斗机飞行员的增压服来抵抗陡增的重力加速度。在他们背后几米处,即是急剧膨胀燃烧的10吨高能火箭燃料。

飞船飞行速度达到音速的3.3倍时,火箭发动机关闭,太空船二号会在惯性作用下继续爬升至110千米,然后开始自由落体。

今年7月初, 维珍银河公司宣布太空船二号的母机“白色骑士2号”已完成第 150 次成功的飞行,似乎这次有纪念价值飞行亦有别于日常的任务,是特别安排出来的,因为,在机上的不是平常的机组人员,而是地勤、飞行监督和机师。

维珍银河原打算在今年底开启太空旅行, 太空船二号的首次商业飞行由美国 NBC Today直播。维珍银河刚刚跟美国的 FAA 签订协议,后者将会为该公司订立一些太空旅行的指引,例如弄清楚 FAA 的空中交通控制中心和新墨西哥的太空港管理局将会如何跟维珍银河公司协调,为太空船二号提供一个安全和顺畅的空域。不过这不代表维珍公司已经被批准开始太空计划,因为接下来他们还需要经过多个关口,包括安全检查、环保评估和买保险等。当一切准备好时,理查德·布兰森就会跟他的儿子一同踏上公司第一班的太空航班了。

英国计划于 2018 年在本土建立自家的太空中心,有可能成为美国以外,又一个供维珍银河等商业公司做太空飞行用的地方。目前英国已经选出了8个有潜力建立太空中心的地方,当中有两个分别来自英格兰和威尔斯,6个来自苏格兰。

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拒绝中国人登机

据英国《每日邮报》2014年1月25日报道,受制于美国在冷战时期制定的相关反间谍窃取机密军事航空航天技术规定,英国维珍银河公司的太空船,禁止中国富豪登机进行太空飞行。根据该规定,中国、伊朗和朝鲜等国民众不得接近任何与武器技术相关的设施设备,而维珍银河公司太空船使用的发动机则恰好属于此类技术范畴。据驻香港的维珍太空船推销员说,“我们现在不得不告诉中国客户,如果你们只持有中国护照,你们将无法顺利登机。”

新太空船二号何时再启征程

就在“太空船二号”测试失利的3天前,美国轨道科学公司的“心宿二”火箭升空数秒后爆炸。商业航天领域在一个星期内遭遇两起事故,迅速点燃了美国航空界有关商业太空项目可行性的争议。

美国老一代航天员杰里·利宁格认为,与美国航宇局在自己当年进入太空时对安全的重视程度相比,私营企业仍存在距离,而且也缺乏经验。

“近期的事故使大量游客可在短期内前往靠近外太空的大气层边缘兜风的想法遭遇挫折。”乔治·华盛顿大学太空政策项目前主任约翰·罗格斯登说。

美国国家航空航天博物馆的航天专家罗杰·劳纽斯表示,他现在有两大怀疑:一是公众能否在看到私营太空项目连遭失利后仍然支持商业航天;二是以营利为目的的私营企业能否承受得起事故带来的经营风险。

美国媒体称,此次事故给维珍银河公司造成的损失高达5亿美元。

针对此次事故,理查德·布兰森否认公司无视警告,称他们非常重视安全问题。他说:“安全是公司经营理念的核心。”理查德·布兰森说,他“有决心找到出错的地方,并且从这次的悲剧中学习。悲剧不会阻止公司追逐太空梦的脚步,建造第二艘太空船二号的计划不会改变。”对于可能再次面临的失败,布兰森说,没人会低估太空旅行的风险,因为“挑战知识和可能性的极限必然伴随无法避免的风险。”

维珍银河公司的同事们开设了一个网页,并成立了一个基金会,用来缅怀他们的好友迈克·阿斯博瑞,并为他的家人筹集款项。

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