研發歷史
政策背景
自美國太空梭2011年退役後,美國向國際空間站運送人員和貨物均需依靠俄羅斯。為改變這種狀況,美國航天局鼓勵私營企業開發往返空間站和地面的“太空巴士”,太空探索技術公司等企業正在競爭這一項目。
全球太空項目大多由國家政府資助,純商業運作的民營企業鳳毛麟角,2009年歐巴馬就任美國總統後,決意鼓勵美國民營企業進軍太空市場,推動太空活動商業化,希望太空飛行由政府控制轉為商業運作。
在白宮授意下,美國國家航空航天局(NASA)加大了對太空民企的扶持力度。“天龍號”飛船得到了NASA的大力支持,NASA還與太空探索技術公司簽訂了一份價值16億美元的契約,未來“天龍號”將至少為NASA執行12次無人飛行任務,並為太空站運送補給物資。
研發公司
美國太空探索技術公司(SpaceX)的執行長艾倫·馬斯克是靠網路支付系統發家的億萬富翁,被稱為“矽谷鋼鐵俠”。在矽谷成功後,馬斯克將目光投向了偏門的領域——造火箭和宇宙飛船。馬斯克曾表示,沒有穿著能飛到接近太空的鋼鐵服,但是能造出飛到太空的巨大火箭。艾倫·馬斯克曾說,他的終極目標是要讓人類在火星上定居。
馬斯克曾涉及汽車製造。在馬斯克看來,人們可以擁有便宜而穩定的汽車,那么這個規則也將適用於火箭。2002年SpaceX成立後,許多批評家認為馬斯克不可能成功,這也是馬斯克以“龍”這一神話形象命名飛船的原因。
2011年美宇航局與SpaceX簽署一份價值過億美元的契約,後者將為美國太空人提供運輸補給,單次費用為1.33億美元。這使得SpaceX擁有比其競爭對手軌道科學公司超過2億美元以上的價格優勢。SpaceX的目標是將航天運輸的成本降到最低,該公司在其官網上明碼標價,稱會給顧客最實惠的價格。為了降低成本SpaceX甚至從網上購買過二手儀器,找最便宜的打撈公司打撈火箭殘骸。
SpaceX高管湯普森說,馬斯克從傳統航空機構挖走人才,並結合其網際網路經驗,“他們在一起想出新的方式來設計和製造火箭。”
2012年5月22日,“龍”號飛船搭乘“獵鷹9”號火箭從佛羅里達州卡納維拉爾角發射升空。國際空間站將因此迎來首個私營企業製造的太空飛行器,這也是太空梭退役後,美國首次向國際空間站運送物資。此次發射開啟了私營企業進入航天領域的新時代。
2012年5月,“龍”飛船完成了測試飛行,成為第一艘造訪國際空間站的私營商業飛船,其可靠性已獲美國航天局認可,後者決定開始執行與太空探索技術公司的貨運契約。
2016年1月23日,SpaceX載人“龍飛船”完成空中懸停測試。
發射過程
試飛
當地時間2010年12月8日,“天龍號”(Dragon)太空飛船搭載“獵鷹9號”火箭,在佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地成功發射升空進入地球軌道。“天龍號”太空飛船在環繞地球兩圈後返回地球,並在數小時後成功降落在墨西哥海岸線外約500英里處。
發射
2012年5月19日,發射失敗。“獵鷹9”號火箭的引擎點火程式按時啟動,但“天龍號”飛船上的計算機卻自動關閉。導致火箭和飛船沒有升空。
2012年5月22日凌晨,“獵鷹9號”商用火箭成功發射升空,該火箭將把“天龍號”飛船送到預定軌道,這個飛船裝有1000磅的物資,將運往國際空間站。按計畫,“龍”24日將從空間站下方大約2.5公里處飛過,並進行一系列軌道機動及設備檢測,以確認其通信和導航系統處於可控狀態。歐洲和日本貨運飛船首次與空間站對接前也要經歷類似程式。如果通過測試,美國航天局將下達對接指令。“龍”將“貼”在空間站下方大約10米處飛行,空間站兩名太空人操縱機械臂捕獲“龍”飛船並實施對接。“龍”將與空間站對接約兩周,隨後將承載600多公斤載荷返回地球。此次任務成功後,太空探索技術公司預計將從航天局獲得價值16億美元的契約,向空間站發射12次貨運飛船。
2012年5月25日,龍飛船與國際空間站成功對接,由此成為有史以來首艘造訪空間站的商業飛船。“龍”飛船被安全固定在空間站的“和諧”號節點艙上。在對接前兩個多小時,空間站太空人唐納德·佩蒂和安德烈·凱珀斯利用長約17.7米的加拿大機械臂完成了對“龍”飛船的“抓捕”行動。當時,飛船和空間站正運行在地球上空約400公里的澳大利亞上空。
空間站內的太空人28日開始卸載飛船貨物。31日15時44分在“龍”飛船重返地球大氣層之時,它靠一系列大型降落傘保持穩定並降低速度,直至落入太平洋。
太空探索技術公司執行長埃隆·馬斯克在該公司位於加利福尼亞州的總部召開了記者會,他說:“這是了不起的一天。結果不能再好了。我實在是太高興了。我們已經為它奮鬥了10年,它表現得這么好非常令人滿意。”
太空探索技術公司製造並運營“龍”飛船。該公司用4艘船迎接它。馬斯克說,“龍”飛船非常精確地降落在設計降落地點附近。
“龍”飛船被駁船上的起重機從水中撈起,隨後將被帶回陸地。飛船搭載的返回貨物將被運回航天局。
運貨
2012年10月7日,美國私營企業太空探索技術公司向國際空間站發射“龍”貨運飛船,這是“龍”飛船首次正式承擔向空間站運貨的任務。
飛船於當地時間7日晚8時35分從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空,為國際空間站運送重約455公斤的貨物,這些貨物將用於支持空間站第33長期考察組準備開展的166項實驗。此外,“龍”飛船在10月底返航時將運回約330公斤科研材料。
“龍”飛船預計將於10日抵達國際空間站,將在空間站停留約兩周時間。太空探索技術公司與美航天局簽署了價值16億美元的契約,將向國際空間站發射貨運飛船12次,此次是12次發射計畫中的首次發射。
美國東部時間2014年9月21日1時52分(台北時間13時52分),美國太空探索技術公司21日發射“龍”貨運飛船,給國際空間站送去第一台3D印表機和20隻小鼠。這是“龍”飛船第4次執行向空間站送貨任務。
美國航天局電視直播顯示,“獵鷹9”火箭在夜色中搭載“龍”飛船從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地升空。大約10分鐘後,飛船與火箭成功分離,進入預定軌道。
“龍”飛船上裝載著約2.5噸貨物,包括食物、示範性技術產品以及供255項科學實驗使用的設備。其中最令人感興趣的是一台微波爐大小的3D印表機。美國航天局在一份聲明中稱,這一設備將用來測試評估3D列印技術在太空微重力環境下的工作情況。
“龍”飛船還攜帶20隻小鼠進入太空,這是該飛船首次搭載活的哺乳動物。此外,“龍”飛船給空間站送去的還包括一個海洋風監測儀器,它獲得的數據將有助於颶風預報。
如果一切順利,“龍”飛船將於23日抵達空間站,它與空間站對接時間為4周,預計10月中旬返回並墜入太平洋。
根據與美國航天局簽署的契約,太空探索技術公司總計要向空間站發射貨運飛船12次。本周早些時候,該公司還獲得美國航天局26億美元的契約以建造載人版“龍”飛船。
對接
2013年3月3日,在成功排除推進器故障之後,美國SpaceX公司的“龍”飛船終於在當天早晨與國際空間站進行了對接。2012年5月首次與空間站成功對接的“龍”飛船是唯一往返於空間站的商業貨運飛船,曾被認為是美航天探索的一個創舉,填補了美國太空梭退役後的空白。
空間站指令員凱文·福特和飛行工程師湯姆·馬士本會在空間站的觀測艙控制加拿大產的機械臂,抓住靠近的“龍”飛船。NASA和SpaceX公司的聯合控制小組發出一系列的指令,保證無人駕駛的“龍”飛船緩慢靠近到58英尺長的機械臂的工作範圍內。
機械手捕獲飛船後,“龍”飛船和它的貨物被引導與美國製造的“和諧號”節點艙進行對接。報導稱,這艘補給飛船將按照最初的計畫在國際空間站停留到3月25日,儘管該太空飛行器的到來由於推進器的問題而延遲了一天。
2016年7月18日,美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地,美國太空探索技術公司利用“獵鷹9”火箭發射“龍”貨運飛船,為國際空間站送去一個可供未來美國商業載人飛船使用的對接連線埠。
在國際空間站上待了1個多月後,美國太空探索技術公司的“龍”貨運飛船26日攜帶12隻實驗小鼠及其他一些物資返回地球,完成第九次為空間站運送補給的任務。
2018年6月29日,美國太空探索技術公司(SpaceX)“獵鷹9號”運載火箭把裝載2.7噸物資的“龍”飛船(Dragon)發往國際空間站,歐洲機器人助手“西蒙”。
2019年3月2日2時49分,載人“龍”飛船搭乘“獵鷹9”火箭從佛羅里達州甘迺迪航天中心39A發射台升空,大約11分鐘後,飛船與火箭順利分離,繼續飛向國際空間站。
美國東部時間3月8日上午8時45分,美國首個測試版商業載人飛船成功返回地球。
美國宇航局官網訊息,美國太空探索技術公司(SpaceX)的載人“龍”飛船於當日進行飛行測試的最後一步。凌晨2時32分,飛船脫離國際空間站;上午7時52分左右,機載推進器啟動,飛船飛離軌道;上午8時45分,飛船打開四個降落傘,慢慢墜於大西洋的海面。飛船的返回地點在美國佛羅里達州甘迺迪航天中心以東250英里處。
重要影響
自人類探索太空以來,政府主導幾乎所有航天活動。對於“龍”飛船的發射活動,多家外媒均以“開啟一個新的時代”來形容。自人類探索太空以來,幾乎所有航天活動都由政府主導,直到2012年5月22日。
飛船於國際空間站成功對接,太空探索技術公司成為繼美國、歐盟和日本後,第四個擁有與國際太空站對接能力的實體。
專家評論
2013年3月3日,一名中國航天專家說,美國私人公司研發的“龍”飛船的狀態要比中國的“神舟”飛船以及俄羅斯的“聯盟”飛船更加簡單。“龍”飛船實際上只是一艘貨運飛船,沒有安裝生命支持系統,無法像中國“神舟”那樣搭載航天員。
另外,從成熟度上來看,“獵鷹9”火箭加“龍”飛船的構型,還遜色於中國的“長征-2F”和“神舟”的組合。後者經過了多次成功發射驗證。而“獵鷹9”和“龍”的發射幾次都磕磕絆絆,問題不斷。此外,“龍”飛船還比中國的“神舟”小一號。