12月5日,美國國家航空航天局(NASA)的“獵戶座”飛船試航成功。目前,飛船已順利回收,NASA將全面分析其帶回的數(shù)據(jù),為下一步載人飛行計劃做準(zhǔn)備。
NASA為打造“獵戶座”飛船前后已經(jīng)花費90億美元,下一步計劃中,“獵戶座”將于2015年正式服役,至2021年前后會把4至6名宇航員送入太空,執(zhí)行飛往月球、登陸小行星任務(wù),于2030年前后執(zhí)行載人到火星的探測任務(wù)。NASA表示,這是他們自1972年12月“阿波羅17號”進(jìn)行最后一次載人登月后的首個外層空間載人探索計劃。
看了電影《星際穿越》后,很多人可能都明白,人類因為地球環(huán)境日益惡化,正不得不考慮移居外太空。“獵戶座”飛船的試航成功只是此漫漫長途中邁出的一小步。從目前已透露的信息來看,單就飛船本身來講,它攜帶的各種裝備都不容小覷,比如以下幾方面——
有史以來最大的運載火箭
將飛船送上太空的是一架有史以來最大的運載火箭。其推力比當(dāng)年用來登月的“土星5號”還要大130噸。設(shè)計如此大的推力是非常有必要的。因為以后“獵戶座”要帶往遙遠(yuǎn)外太空的所有物件,不僅是它的飛行艙和宇航員,應(yīng)該還會有一個宇航員的生活艙和一臺能夠在行星體表面行進(jìn)的登陸車。
火箭上的“太空發(fā)射系統(tǒng)”沿用了前不久退役的“亞特蘭蒂斯”號航天飛機(jī)上的許多技術(shù),包括主發(fā)動機(jī)。不過,“亞特蘭蒂斯”號航天飛機(jī)的機(jī)尾僅安裝了三個這樣的發(fā)動機(jī),“獵戶座”則在核心部位采用了五個發(fā)動機(jī)的設(shè)計。
此外,火箭的頂端還額外安裝了助推器,這些助推器也要比一般航天飛機(jī)上所使用的大。
火箭中央燃料箱寬度已達(dá)到8.4米,系統(tǒng)還設(shè)計了兩個液態(tài)燃料箱,分別裝有液氫和液氧。
可折疊的金屬構(gòu)架座椅
“獵戶座”被制造者稱為“最安全的飛船”。不僅因為飛船的生命保障系統(tǒng)能保護(hù)宇航員免受長距離太空旅行帶來的副作用之苦,例如視力模糊、肌肉乏力和骨骼脆弱等,飛船還配有“發(fā)射中止系統(tǒng)”,能幫助宇航員在緊急情況下迅速逃離飛船。不過飛船內(nèi)的生活空間僅約為8.9立方米,相當(dāng)于兩個迷你房車的大小。
考慮到乘客的安全性,除了在飛船外部裝有11個降落傘,可以保障平穩(wěn)著陸,其內(nèi)部的座位設(shè)計也采用了可折疊式的金屬構(gòu)架,每個座椅均以牢固的帶子連接——這種設(shè)計可以保證飛船太空艙著陸后即使出現(xiàn)側(cè)翻的情況,宇航員仍然是安全的。
超過1200個傳感器
“獵戶座”整個火箭加上飛船,再算上其頂部的逃逸塔,整體高度達(dá)到242英尺(約73米),重160萬磅(約合725噸)。飛船高約11英尺(3.35米),寬16.5英尺(5米)。其整體設(shè)計融入了電腦、電子、維生系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)及熱防護(hù)系統(tǒng)等領(lǐng)域的諸多最新技術(shù)。單是飛船上的傳感器就密密麻麻地安裝了超過1200個。它們主要用于測量所有方面的不同參數(shù),包括從熱狀況到震動,再到輻射環(huán)境,等等。
抗輻射保護(hù)裝置
“獵戶座”要到達(dá)距地球5800公里的地方,就要穿過一個危險的范艾倫輻射帶,這里的輻射甚至能傷害導(dǎo)航系統(tǒng)以及攜帶的電腦和其他電子設(shè)備。它返回地球時也要經(jīng)過此處。所以由霍尼韋爾公司研發(fā)的計算機(jī)使用了基于絕緣硅(SOI)處理的PowerPC750處理器。SOI材料就是一種抗輻射材料。雖然該處理器是一款12年前的產(chǎn)品,但工程師們解釋說:“我們要的是穩(wěn)定和耐用性,而非速度。而且這么做也能節(jié)省很大一筆成本。”
此外,制造者洛克希德馬丁公司還為飛船提供了三臺這樣的計算機(jī)。就算由于輻射或高溫導(dǎo)致正在工作的前兩臺計算機(jī)出現(xiàn)故障,宇航員仍可以重啟第三臺計算機(jī)來獲取備份信息或返航。
塑料復(fù)合材料替代了鈦合金
“獵戶座”飛船由美國航空航天公司洛克希德馬丁制造。洛克希德馬丁市場和銷售副總裁Steve Mead說:“本次試飛代表著五年來各方面科技開發(fā)的一個高潮,以及在這項極端應(yīng)用中人類為選擇合適材料所作出的努力。”