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零壹空间丨维珍银河成功发射进太空,拉开商业航天时代序幕

时间:2021-07-15 17:03:33   来源:   阅读数:423
北京时间7月11日晚,维珍银河创始人理查德·布兰森成为第一位开启太空旅行的航空航天公司所有者,前往8万米外的太空边缘,开启亚轨道之旅。
 
布兰森乘坐的是维珍银河公司开发的航天飞机“太空船二号”,由运载母舰“白色骑士二号”携带到高空后点火,可以飞升到8万米以上的高空,短暂体验太空失重,并观赏太空风光。

这一次,布兰森比其太空旅行竞争对手蓝色起源创始人杰夫·贝索斯提前9天抢先抵达太空边缘。这次试飞成功对布兰森而言至关重要,他不仅超越贝索斯成为第一位开启太空旅行的航空航天公司所有者,也为维珍银河明年开始的商业载人航天飞行提供了经验——现阶段,亚轨道飞行之旅还属于富人圈层的冒险游戏,很多人担心其可行性和安全性。在正式推出商业飞行之前,经过公司创始人、核心管理层亲身尝试和验证,才会更有说服力。
 
根据福克斯消息,截至目前已经有700人为获得进入亚轨道空间的机会预定了座位,其中包括布拉德·皮特、莱昂纳多·迪卡普里奥、汤姆·汉克斯等名人,还有8000多人等待。人类掀开了一个新时代的开端:私人亚轨道航天时代。以下,Enjoy:
 

1

布兰森的第一次太空之旅
 
北京时间7月11日晚,维珍银河开始高调全球直播这次飞行,布兰森所乘坐的太空飞船从新墨西哥州的美国太空港起飞。
 
和布兰森同行的还有5名乘员,包括两名太空飞行员戴夫·麦凯、迈克尔·马苏奇以及维珍银河首席宇航员教官贝丝·摩西、维珍银河首席运营工程师科林·班尼特、维珍银河政府事务和研究运营副总裁、西里莎·班德拉。其中,维珍银河的飞行员戴夫·麦凯和迈克尔·马苏奇负责驾驶VSS Unity飞船。


维珍银河此次的载人飞行任务代号为VSS Unity 22,是维珍银河太空船2号联合体的第22次试飞,也是第4次载人航天飞行。
 
VSS Unity是布兰森所乘坐的“太空船二号”的名字,也是第一艘完成整个太空之旅的飞船。


“太空船二号”搭乘喷气式飞机“白色骑士二号”从飞机跑道上起飞。

当母舰抵达15000多米的高空后,这艘火箭动力飞船从“白色骑士二号”的机身之间脱离,并启动火箭发动机,加速至三倍音速,也就是以3800公里的时速直接向上冲。

当飞船到达亚轨道,布兰森和他的同乘伙伴们可以解开安全带,在空中漂浮大约四分钟,体验短暂的失重感,并从航天飞机的12个圆形窗户中观赏太空风光。

随后,飞船翻转调整姿态,滑翔回跑道上着陆。整个旅程从飞船起飞到降落地面大约一个小时。

这一次,布兰森的太空梦想终于实现。


但这个过程并不容易,维珍银河已经尽最大可能减少这次太空之旅出错的可能性,但仍然有很多意外情况出现,比如发动机可能点火失败;客舱可能会失压,威胁机组成员的生命安全;当太空船冲出地球大气层并再次返回时,与大气的剧烈摩擦可能会撕裂太空船。
 
布兰森此前称,他妻子可能对这次发射感到紧张,但他自己一点也不害怕。他说,“我为这一天已经等了17年。我一直是个梦想家,妈妈曾经教导我,希望我永远不要放弃寻找星星。” 
 
维珍集团的董事长兼总裁理查德·布兰森是企业界的顽童,也是世界上最富传奇色彩的亿万富翁之一:他喜欢冒险,曾驾驶一辆水陆两栖跑车,以1小时40分零6秒的时间成功打破了横渡英吉利海峡的世界纪录;他曾两次驾驶摩托艇横渡大西洋,是世界上第一个乘坐热气球横跨太平洋的人。他还曾经驾驶热气球环行地球、驾驶坦克驶入纽约的“时代广场”、在海湾战争时驾驶自己的飞机进入巴格达解救人质……

 

 
这个看起来嬉皮笑脸的冒险者真正的梦想,是星辰大海。他说,“我们正处于太空探索的黄金时代的黎明,这将改变我们与地球和宇宙的关系。”
 
早在2004年,布兰森就创立了维珍银河公司,致力于为私人及研究人员提供航天服务。它的核心优势是,它设计的宇宙飞船,无需对太空之旅的体验者进行专业知识培训,便可将太空之旅体验者安全送达到太空。
 
那一年,航天工程师Burt Rutan通过一个不同寻常的设计,以最小的成本赢得了Ansari X Prize大奖。
 
在这个设计中,一架专门的飞机将一个叫做“太空船1号”(Space Ship One)的飞行器带到空中。然后,太空船1号将点燃它尾部自带的火箭发动机,并几乎垂直地向卡门线方向射击。到达目标点后,太空船1号将失去动力,垂直落回地面。
 
布兰森购买了太空船1号技术的所有权,并计划以此开发世界上第一条“太空航线”,该技术被维珍银河至今沿用。
 
在“太空船一号”的基础上,布兰森招募工程师开发出能够搭载两名飞行员和最多六名付费乘客的更大号太空飞船,这种经过改进的飞船被称为“太空船二号”(Space Ship Two)。
 

但太空船二号的开发时间比布兰森预期的要长数年,甚至中间还发生了灾难事故,2014 年 10 月维珍银河的第一架“太空船二号”飞机VSS Enterprise 在试飞期间坠毁,导致一名飞行员丧生。
 

历经数次实验和试飞,维珍银河终于推出了太空船二号——可重复使用的有翼航天器,由混合动力火箭发动机提供动力,结合了固体火箭发动机的简单性与液体火箭发动机的可控制性。其能独创性地能在太空中改变形状,通过向上旋转飞行器的机翼和尾桁,能够改变空气动力学性能,控制其稳定性和减速率,确保安全的再入。

2

太空旅行怎么玩?

 
太空旅游是以娱乐为目的的人类太空旅行。
 
Space Adventures公司是目前唯一一家把付费乘客送上太空的公司。2001年至2009年期间,7名太空游客乘坐俄罗斯联盟号宇宙飞船进行了8次太空飞行,该飞船由美国公司Space Adventures代理飞往国际空间站,公布的价格在每次旅行2000-2500万美元之间。一些太空游客与第三方签订了合同,在轨道上进行某些研究活动。
 
第一位真正的太空游客是丹尼斯·蒂托,他支付了2000万美元购买机票,与太空探险公司合作,于2001年4月乘坐俄罗斯航天器飞往国际空间站,旅游观光了8天。


紧随其后的是六位富有的私人公民,包括前微软高管查尔斯·西蒙尼(两次)、加拿大亿万富翁盖伊·拉利伯特(太阳剧团联合创始人)和第一位女性太空游客、伊朗裔美国工程师阿努舍·安萨里。西蒙尼在2015年接受采访时说:“每隔90分钟,你就能看到春夏秋冬,看到热带和南北极,看到黑夜和白天更替。
 
俄罗斯在21世纪初的付费飞行是为了为其苦苦挣扎的太空计划筹集资金,当时美国宇航局禁止这种做法,称太空飞行太危险,不能向普通人开放。由于国际空间站乘员规模的增加,俄罗斯在2010年停止了轨道空间旅游。轨道旅游飞行原定于2015年恢复,但计划中的飞行被无限期推迟。但在2019年,美国宇航局改变了方向,向空间站敞开大门,太空旅行再度火爆。
 
目前有几种不同类型的太空旅游:轨道、亚轨道和月球旅游。
 
亚轨道一般是指距地面20千米至100千米的空域,处于现有飞机的最高飞行高度和卫星的最低轨道高度之间,也称为临近空间或空天过渡区,大致包括大气平流层区域、大气中间层区域和部分电离层区域。这一区域既不属于航空范畴,也不属于航天范畴。
 
亚轨道飞行与轨道飞行的最大区别在于,亚轨道不能环绕地球一周。从速度上来说,也就是发射初速度达不到环绕地球所必须的第一宇宙速度,所以抛射体在到达最高点之后高度就会一直下降,并且在绕回发出点之前就会落地。所以,亚轨道飞行可以看做一个近地点附近轨道在地面以下的椭圆轨道,也可以看做是一种非理想状态下、特殊的抛体运动。
 
2004年10月,美国Scaled Composites公司设计的太空船1号,由一名飞行员驾驶,同时装载与两名飞行员体重相等的模拟重物,通过“白色骑士”喷气式飞机搭载升空,并完成了距离地面100千米以上的飞行,因而夺得了奖金高达1000万美元的“安萨里X”私人太空船设计大奖。那时候有人就预言,人类正处于一个新时代的边缘:私人亚轨道航天时代。
 
目前,除了维珍银行致力于太空旅行之外,今年5月,蓝色起源宣布开卖“太空之旅火箭票”。这趟“旅行”的核心体验,是将乘客送至离地表100多公里外的地球亚轨道,感受几分钟的失重、欣赏地球弧线。
 
这个座位将改变你看待世界的方式。”蓝色起源(Blue Origin)在官网的宣传语如是写道。

 

 
从发射到落回地面,整个“太空之旅”约11分钟;经过简单培训,即使普通游客也不用担心“晕机”。
 
发射过程中,整个箭体以每秒2-3度的速度旋转上升,为乘客提供360度的空间视野。

 
为保证更好的“观光”效果,乘员舱的观察窗高度,是波音747喷气客机舷窗的3倍。

 
蓝色起源的“新谢泼德”太空舱与我们印象中装满各类专业仪器的太空舱不太一样——它专为普通游客打造:
 
1)标配6个座位、6扇大观察窗;
 
2)拥有冷却和湿度控制回路,调节温度防止窗户在飞行中起雾影响“观光”效果;
 
3)舱内壁以衬垫包裹,帮助游客更舒适地漂浮,而不会撞到任何坚硬表面,同时抑制机舱外的发动机噪音。
 

3

太空旅行竞赛序幕拉开
 
6月9日,贝索斯在个人Instagram账户上发布视频宣布将要乘坐其名下蓝色起源公司的飞船前往太空。贝索斯写道:“从我五岁开始,我就梦想着去太空旅行。7月20日,我将和我的兄弟一起去旅行。”
 
当时,有消息传出,维珍银河要赶在贝索斯之前送自家老板前往太空。果不其然,维珍银河很快就官宣布兰森计划7月11日飞往太空,还因此冲上了讨论热搜。
 
消息刚公布时,网友们甚至还揣测贝索斯可能因此提前自己飞往太空的时间,直呼“连太空竞赛也如此内卷了”。
 
显而易见,布兰森和贝索斯争相前往太空,除了实现自己的梦想之外,还有着更多商业考量,他们都想瓜分数十亿元的太空市场。
 
维珍银河和蓝色起源是全球亚轨道商业旅行的两大竞争对手,二者都力图抢占先机,在这一商业领域赢得先发优势。据瑞银估计,到2030年,太空旅行的市场规模可能达到30亿美元。
 
从创办时间上来看,蓝色起源要早于维珍银河,但从载人试飞的次数上看,维珍银河要远超蓝色起源,但维珍银河的事故率却高于蓝色起源。
 
根据蓝色起源官网介绍,自2012年以来,公司一直在对新谢泼德火箭及其安全系统进行飞行测试,该项目已经有15次成功的连续任务,包括3次成功的逃生测试。
 


尽管蓝色起源和维珍银河都会把游客送入亚轨道太空,但二者方式有所不同。
 
蓝色起源使用火箭将搭载乘客的太空舱发射到地球上方约62英里(约合99.8千米)处。
 

 
维珍银河公司则采用了美国早期载人航天飞机的方法,将飞船VSS Unity从飞机母舰上释放,并加速到音速的3倍以上,将载人飞船送至地球亚轨道(距地面20千米至100千米的空域)。
 
从高度上看,布兰森和贝索斯还在为进入亚轨道争抢的时候,马斯克的SpaceX已经能够搭载乘客进入轨道,并进行更长时间的旅行,比如前往国际空间站。而无论是蓝色起源还是维珍银河的系统速度都不够快,无法进入地球轨道,亚轨道飞行只能持续几分钟时间。
 
不过,即使是亚轨道领域的竞争,布兰森也和贝索斯的飞行高度差了20多千米。VSS Unity在50千米以上飞行了3次,但据报道无法到达卡门线。相比较而言,蓝色起源的新谢泼德在15次飞行中有12次超过100千米;其他三次飞行超过80.4千米。
 
就收费而言,维珍银河每张售价在20-25万美元之间。而蓝色起源则采取拍卖方式,本次和贝索斯一起上天的船票被以蓝色起源公司以2800万美元的价格卖出(蓝色光源亚轨道飞行的常态票价也仅为25万美元。)
 
觊觎太空商业化的不止布兰森和贝索斯,还有早已经送航天员上国际空间站的马斯克。SpaceX也开始计划自己的太空旅行业务:今年晚些时候,SpaceX也将展开平民太空旅行任务“Inspiration4”,乘客中将包括一名大学教授和一名航天数据分析师。
 
这几位亿万富翁是商业航天时代的先锋,但彼此之间总想较个高下,言语中总是暗藏锋芒。不过,这次布兰森和贝索斯的交锋,已经送航天员上国际空间站的马斯克更能够稳坐钓鱼台看戏。
 
在此前在 CNBC 的一次采访中,布兰森被问到他是否试图击败贝索斯进入太空。“杰夫,谁?” 布兰森先生板着脸回答,然后突然笑出声来。


马斯克早在接受 BBC 采访时就曾表示,即使布兰森先发射,贝索斯仍然可以争辩说他去了太空而布兰森没有。
 
据了解,美国联邦航空局承认50英里(约合80.4千米)为太空边界。国际航空航天联合会(the Fédération Aéronautique Internationale)认为太空的边界位于100千米(约合62.1英里),这就是著名的卡门线。
 
蓝色起源首席执行官鲍勃史密斯在一封电子邮件声明中说:“我们希望他的飞行愉快而安全,但他们并没有飞越卡门线,这是一种非常不同的体验。”
 
就像《下一站火星》的作者克里斯蒂安·达文波特对这场“太空争夺战”的评价:“事实证明,竞争,是最好的火箭燃料。
 
这些走在前沿探路的人们,让明天的人类文明更加璀璨。

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