北京時(shí)間2024年12月18日02:39(下同北京時(shí)間),CRS-31“龍”貨運(yùn)飛船通過降落傘輔助濺落在美國(guó)本土東南部佛羅里達(dá)州近海,至此,本年度美國(guó)載人航天上下行工作全部完成。與此同時(shí),世界載人航天任務(wù)飛船的上下行工作也正式收官。2024年,世界載人航天經(jīng)歷了密集的發(fā)射和返回,實(shí)現(xiàn)了亮眼的突破,遭遇了驚險(xiǎn)的飛船故障,創(chuàng)造了新的紀(jì)錄。
追平本世紀(jì)年度載人發(fā)射紀(jì)錄
2024年,世界載人航天共實(shí)施了19次發(fā)射任務(wù),其中載人發(fā)射任務(wù)達(dá)到9次,貨運(yùn)發(fā)射任務(wù)10次。本年度,世界載人航天共實(shí)施了19次返回任務(wù)(含再入銷毀),其中載人返回任務(wù)9次,貨運(yùn)返回任務(wù)10次(含2023年撤離空間站2024年再入銷毀的“天鵝座-19”貨運(yùn)飛船返回任務(wù))。
28人飛入近地空間。2024年,世界載人航天通過9次載人飛船發(fā)射,將28人安全送入近地軌道,其中24人進(jìn)入了載人空間站,國(guó)際空間站18人,中國(guó)空間站6人,其余4人搭乘載人飛船獨(dú)立飛行。本年度,世界載人航天實(shí)施了9次載人飛船回收,將28人順利送回地面,其中18人從國(guó)際空間站返回,6人從中國(guó)空間站返回,其余4人在獨(dú)立飛行任務(wù)中返回。
上行貨運(yùn)總量達(dá)到35噸。2024年,世界載人航天共實(shí)施了10次貨運(yùn)發(fā)射任務(wù),8艘飛船前往國(guó)際空間站,2艘飛船前往中國(guó)空間站。俄羅斯發(fā)射了4艘“進(jìn)步MS”貨運(yùn)飛船,為國(guó)際空間站上行了10.13噸貨物;美國(guó)發(fā)射了2艘“龍”和2艘“天鵝座”貨運(yùn)飛船,向國(guó)際空間站運(yùn)送了超過13.067噸貨物;中國(guó)發(fā)射了2艘“天舟”貨運(yùn)飛船,為中國(guó)空間站上行了約11.6噸貨物。本年度,10次貨運(yùn)發(fā)射共向近地軌道載人空間站運(yùn)送了約35噸貨物。
21世紀(jì)以來,世界載人任務(wù)年度發(fā)射紀(jì)錄是2009年創(chuàng)造的9次,美國(guó)航天飛機(jī)5次,俄羅斯“聯(lián)盟”載人飛船4次。15年后的2024年世界載人航天追平了這一紀(jì)錄,此時(shí),近地軌道載人空間站已由1座變成2座,空間站任務(wù)載人飛船(航天飛機(jī))已由3型增加為4型。當(dāng)前,隨著商業(yè)航天的快速發(fā)展,近地載人飛行活動(dòng)正在呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢(shì),載人發(fā)射次數(shù)將實(shí)現(xiàn)大幅增長(zhǎng),更多的非職業(yè)航天員將圓夢(mèng)太空。
開創(chuàng)性載人飛行
2024年9月10日17:23,“北極星黎明”(Polaris Dawn)任務(wù)“龍”載人飛船由“獵鷹九號(hào)”運(yùn)載火箭發(fā)射升空,飛船被送入近地點(diǎn)190千米、遠(yuǎn)地點(diǎn)1200千米的橢圓近地軌道(LEO)。本次任務(wù)是本年度全球唯一的獨(dú)立飛行載人飛行任務(wù),開創(chuàng)了多個(gè)世界首次。
“北極星黎明”是系列商業(yè)載人飛行任務(wù)“北極星計(jì)劃”(Polaris Program)的首發(fā)任務(wù),使用了第3次飛行的“堅(jiān)韌號(hào)”(Resilience)龍載人飛船,任務(wù)持續(xù)4天22小時(shí)14分鐘。任務(wù)乘組由來自美國(guó)的4名非職業(yè)航天員組成,包括指揮官賈里德·艾薩克曼(Jared Isaacman)、駕駛員斯科特·波蒂特(Scott Poteet)、任務(wù)專家莎拉·吉利斯(Sarah Gillis)、任務(wù)專家和醫(yī)療官安娜·梅農(nóng)(Anna Menon)。
在初始軌道繞行8圈后,“龍”飛船抬升了遠(yuǎn)地點(diǎn)高度至1408.1千米,這是世界繞地軌道載人任務(wù)的最大高度,也是自1972年“阿波羅17號(hào)”登月任務(wù)以來載人任務(wù)到達(dá)的最大高度。在繞行6圈后,飛船將遠(yuǎn)地點(diǎn)降至約720千米。
本次任務(wù)的亮點(diǎn)是9月12日進(jìn)行的世界第一次商業(yè)太空行走。當(dāng)乘員艙減壓時(shí),所有4名航天員都穿上了太空探索公司設(shè)計(jì)的艙外航天服。艾薩克曼和吉利斯在“站立式”(“standup”)太空行走中短暫的離開了“龍”飛船頭部艙門,測(cè)試了航天服的性能。
此外,本次任務(wù)還通過太空探索公司的“星鏈”(Starlink)寬帶星座的激光衛(wèi)星間鏈路與地面進(jìn)行了通信測(cè)試,這是世界載人飛行任務(wù)首次使用“星鏈”激光星間通信。相較于微波通信,激光通信具有速率高、時(shí)延低、抗干擾能力強(qiáng)、保密性好、載荷重量輕的優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為太空通信的發(fā)展趨勢(shì)。
本次任務(wù)開展了世界首次商業(yè)太空行走,開創(chuàng)了商業(yè)載人飛行任務(wù)的新項(xiàng)目,是世界商業(yè)航天的一大步。同時(shí),通過開展世界載人任務(wù)首次“星鏈”激光通信,將引領(lǐng)載人任務(wù)獲得更強(qiáng)大、更安全、更穩(wěn)定的通信支持。
載人飛行遭遇驚險(xiǎn)故障
2024年6月5日22:52,指揮官巴里·E·威爾莫爾(Barry E. Wilmore)和駕駛員蘇妮塔·林·威廉姆斯(Sunita Lyn Williams)搭乘CFT“星際客機(jī)”載人飛船發(fā)射升空,開啟“星際客機(jī)”飛船首次載人飛行。
在“星際客機(jī)”飛船上行過程中,飛船氦氣系統(tǒng)出現(xiàn)幾處小規(guī)模泄漏,同時(shí)姿控系統(tǒng)的幾臺(tái)推進(jìn)器出現(xiàn)故障失效。此后,美國(guó)航空航天局和波音公司的工程師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了大量的工作,包括審查數(shù)據(jù)集、進(jìn)行在軌和地面測(cè)試以及與美國(guó)航天局推進(jìn)專家進(jìn)行獨(dú)立審查,希望從根本上了解問題機(jī)理,但長(zhǎng)期未能達(dá)成目標(biāo),造成飛行乘組持續(xù)滯留太空。為了避免去冒沒必要的風(fēng)險(xiǎn),美國(guó)航天局領(lǐng)導(dǎo)層決定將2名航天員轉(zhuǎn)移到SpaceX Crew-9任務(wù)返回,CFT“星際客機(jī)”飛船則實(shí)施無人返回。
9月7日12:01,無人狀態(tài)的CFT“星際客機(jī)”載人飛船安全著陸在美國(guó)新墨西哥州白沙太空港(White Sands Space Harbor)。本次任務(wù)從CFT“星際客機(jī)”發(fā)射升空到返回艙著陸,飛行時(shí)長(zhǎng)93天13小時(shí)9分鐘,比原計(jì)劃的近10天延長(zhǎng)了近3個(gè)月。雖然CFT“星際客機(jī)”飛船最終成功返回,但是作為載人任務(wù)載人上行無人返回?zé)o疑是失敗的,所以總體而言任務(wù)只能稱得上部分成功。
“星際客機(jī)”是與“龍”載人飛船同期研制的美國(guó)新一代載人飛船,用于執(zhí)行國(guó)際空間站乘組輪換任務(wù),是美國(guó)航天局國(guó)際空間站長(zhǎng)期載人飛行任務(wù)“雙保險(xiǎn)”中除“龍”載人飛船之外的另一重保險(xiǎn)。在“星際客機(jī)”項(xiàng)目推進(jìn)過程中,飛船研制進(jìn)度一再拖延,兩次無人試飛也出現(xiàn)了不少故障,將波音公司工程管理和質(zhì)量管理問題暴露無遺,載人首飛故障頻現(xiàn)再次印證了上述問題。不過,盡管問題頻出,美國(guó)航天局仍然希望保留“星際客機(jī)”項(xiàng)目,并在2025年為其預(yù)留了乘組輪換任務(wù)發(fā)射機(jī)會(huì),但這一切還得寄希望于“星際客機(jī)”故障機(jī)理被找到、問題得到徹底解決。
“重載閃送”成為常態(tài)
2024年,中國(guó)實(shí)施了2次“天舟”貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù),是本年度載重最大的2次貨運(yùn)發(fā)射任務(wù),也是本年度上行最快的2次貨運(yùn)任務(wù)。
1月17日22:27,在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)201發(fā)射工位,搭載約5.6噸貨物的“天舟七號(hào)”貨運(yùn)飛船由“長(zhǎng)征七號(hào)”遙八運(yùn)載火箭發(fā)射升空,飛船采用快速交會(huì)對(duì)接模式3小時(shí)方案上行,于18日01:46對(duì)接于中國(guó)空間站“天和”核心艙后向端口,整個(gè)上行過程歷時(shí)3小時(shí)19分鐘。11月15日23:13,搭載約6噸貨物的“天舟八號(hào)”貨運(yùn)飛船由“長(zhǎng)征七號(hào)”遙九運(yùn)載火箭發(fā)射升空,飛船于16日02:32對(duì)接于“天和”艙后向端口,上行過程耗時(shí)3小時(shí)19分鐘。
“天舟七號(hào)”和“天舟八號(hào)”任務(wù)是本年度世界僅有的2次單次載重超過5噸的貨運(yùn)發(fā)射任務(wù),2次任務(wù)上行貨物近12噸。與此同時(shí),這2次任務(wù)均采用快速交會(huì)對(duì)接模式3小時(shí)方案上行,是本年度上行速度最快的2次貨運(yùn)任務(wù)。至“天舟八號(hào)”任務(wù),快速交會(huì)對(duì)接模式3小時(shí)方案已經(jīng)被選作“天舟”貨運(yùn)飛船上行的標(biāo)準(zhǔn)方案,“超快速”上行將成“天舟”常態(tài)。
貨運(yùn)專列“打一備一”
2024年9月上旬,位于海南島東北部沿海的中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)經(jīng)歷了超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“摩羯”過境,發(fā)射場(chǎng)部分設(shè)施設(shè)備受到不同程度的影響,原定于9月實(shí)施的“天舟八號(hào)”發(fā)射任務(wù)被推遲至11月15日,導(dǎo)致中國(guó)空間站經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)近10個(gè)月的貨運(yùn)補(bǔ)給間隔。在此期間,雖然中國(guó)空間站在軌物資依然充足,但還是消耗了一些安全庫(kù)存,如何應(yīng)對(duì)貨運(yùn)補(bǔ)給延遲的影響被擺在了更突出的位置。
為了適應(yīng)載人航天工程貨運(yùn)補(bǔ)給任務(wù)應(yīng)急發(fā)射專項(xiàng)要求,從“天舟八號(hào)”任務(wù)起,執(zhí)行“天舟”貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù)的“長(zhǎng)征七號(hào)”運(yùn)載火箭都將實(shí)現(xiàn)發(fā)射一枚、儲(chǔ)備一枚。一旦需要,“長(zhǎng)七”火箭可在3個(gè)月內(nèi)再完成一次發(fā)射任務(wù),確??臻g站正常運(yùn)行。
世界航天員單次出艙時(shí)長(zhǎng)紀(jì)錄被打破
2024年12月17日21:57,“神舟十九號(hào)”乘組出艙航天員蔡旭哲、宋令東完成了乘組首次出艙活動(dòng)。本次出艙活動(dòng)中,出艙2人組完成了空間站空間碎片防護(hù)裝置安裝、艙外設(shè)備設(shè)施巡檢及處置等任務(wù)。
本次出艙活動(dòng)是航天員蔡旭哲的第3次出艙,出艙持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)9小時(shí),刷新中國(guó)航天員乃至世界航天員單次出艙活動(dòng)時(shí)長(zhǎng)紀(jì)錄。在此之前,中國(guó)航天員單次出艙活動(dòng)時(shí)長(zhǎng)紀(jì)錄是由葉光富于2024年5月創(chuàng)造的8.5小時(shí),世界航天員單次出艙活動(dòng)時(shí)長(zhǎng)紀(jì)錄則是由詹姆斯·沃斯(James Voss)和蘇珊·赫爾姆斯(Susan Helms)于2001年3月創(chuàng)造的8小時(shí)56分鐘。
世界航天員累計(jì)飛行時(shí)長(zhǎng)紀(jì)錄再創(chuàng)新高
2024年9月23日19:59,“聯(lián)盟MS-25”載人飛船著陸在位于哈薩克斯坦中部城市杰茲卡茲甘東南部的哈薩克斯坦大草原上,將俄羅斯航天員奧列格·科諾年科(Oleg Kononenko)和尼古拉·丘布(Nikolay Chub)以及美國(guó)航天員特蕾西·C·戴森(Tracy C. Dyson)送回地面,科諾年科創(chuàng)造世界航天員累計(jì)飛行時(shí)長(zhǎng)新紀(jì)錄。
后排左三:奧列格·科諾年科(Oleg Kononenko)
2023年9月15日23:44,奧列格·科諾年科與尼古拉·丘布以及美國(guó)航天員勞拉·奧哈拉組隊(duì)搭乘“聯(lián)盟MS-24”載人飛船發(fā)射升空,至“聯(lián)盟MS-25”飛船著陸,本次任務(wù)科諾年科與丘布飛行時(shí)間達(dá)到373天20小時(shí)15分鐘。本次任務(wù)是科諾年科的第5次飛行任務(wù),至此其累計(jì)飛行時(shí)間已經(jīng)達(dá)到約1111天,成為世界首位累計(jì)飛行時(shí)間突破3年的航天員。在此之前,世界累計(jì)飛行時(shí)間最長(zhǎng)的航天員是俄羅斯的根納季·帕達(dá)爾卡,其累計(jì)飛行時(shí)間達(dá)到878天11小時(shí)29分48秒。
2024年,中國(guó)、俄羅斯和美國(guó)各自繼續(xù)常態(tài)化的實(shí)施2次乘組輪換發(fā)射任務(wù),保持2座近地軌道載人空間站持續(xù)有人值守。與此同時(shí),“北極星黎明”任務(wù)的開展體現(xiàn)了商業(yè)航天敢于開創(chuàng)的一面。針對(duì)CFT“星際客機(jī)”故障,美國(guó)調(diào)用Crew-9“龍”載人飛船實(shí)施太空救援,充分證明了為載人飛行任務(wù)準(zhǔn)備太空救援的必要性?!疤熘邸憋w船連續(xù)實(shí)施“重載閃送”則展現(xiàn)了大運(yùn)力、高時(shí)效帶來的便利性。航天員科諾年科累計(jì)飛行時(shí)間突破3年,則體現(xiàn)了俄羅斯在載人航天方面的深厚積累。
隨著人類對(duì)太空探索重要性認(rèn)知的提升和技術(shù)的突破,人類太空活動(dòng)正在呈現(xiàn)加速發(fā)展之勢(shì),代表航天綜合實(shí)力的載人航天活動(dòng)則集中體現(xiàn)了這一點(diǎn)。世界載人航天發(fā)展?jié)L滾向前,實(shí)現(xiàn)繼承與突破的2024即將翻頁(yè),接踵而至的將是力求突破的2025。
作者:木蘭星舟
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