波音陷入困境的“星际客机”航天器,由于未获得美国国家航空航天局(NASA)的信任,无法将其机组人员从国际空间站安全带回地球,于周五做好了脱离对接的准备,并进行无人驾驶返回地球,结束了一次令人失望的测试飞行,此次飞行因氦气泄漏和推进器问题而受到影响。
把“星际客机”指挥官巴里·“布奇”·威尔莫尔和飞行员苏尼塔·威廉姆斯留在了后面,波音航天器预计将于美国东部夏令时下午 6 点 04 分从空间站的前端口脱离对接。
“星际客机”在空间站上方绕圈,抵达实验室综合体上方和后方的一个点,预计其制动火箭将于晚上 11 点 17 分点火,使飞船脱离轨道,在美国东部时间午夜刚过进行一次炽热的再入大气层并在新墨西哥州的白沙着陆。
尽管测试数据使波音工程师和管理人员认为,即便“星际客机”早一点的时候出现了问题,仍能安全地将机组人员带回家,但 NASA 管理人员得出结论,仍存在足够的不确定性,所以有理由让威尔莫尔和威廉姆斯留在空间站,并通过遥控让他们的飞船降落。
这两名宇航员将在空间站停留至 2 月下旬,搭乘9 月 24 日发射的 SpaceX“载人龙”飞船回家,该飞船将为实验室运送下一批长期驻留的机组人员。
“载人龙”飞船通常搭载四名机组人员,但是两名 NASA 宇航员从马上就要来临的“机组 9 号”飞行中被替换下来,给威尔莫尔和威廉姆斯腾出了座位。他们将与“机组 9 号”指挥官尼克·黑格和俄罗斯宇航员亚历山大·戈尔布诺夫一起做正常的为期六个月的任务。
当他们在 2 月 22 日左右返回地球时,原本预计在轨道上停留约八天的威尔莫尔和威廉姆斯,将在太空中度过超过八个半月的时间。
NASA 宇航员弗兰克·卢比奥在 2022 年面临类似的困境,当时他在空间站原本六个月的停留延长到了整整一年以上,原因是将他送入轨道的俄罗斯“联盟号”航天器出现问题。
“我认为从六个月延长到 12 个月很艰难,但不像从八天延长到八个月那么艰难,”卢比奥在接受哥伦比亚广播公司新闻采访时说。当被问到威尔莫尔和威廉姆斯对延长任务期限这一消息的反应时,他说“他们表现得很好。”
“当然,你心里会有一点失望,”他补充道。“承认这一点没关系。但你也不能一直闷闷不乐,对吧?......你只需要全身心地投入并再次投入到任务中去。”
先前的问题导致星际客机首次载人飞行推迟了近四年,还有必要进行第二次无人驾驶测试飞行,并且让公司在 NASA 固定价格合同之外多花费了超过 15 亿美元。在这种情况下,决定在没有机组人员的情况下让星际客机返回,这对波音来说是一个打击士气的重击。
在星际客机面临困境的同时,波音还在持续努力恢复公众的信心,此前发生了两起737 Max 8 客机坠毁事故,今年早一点的时候阿拉斯加航空公司 737 航班险些出事,飞机门塞发生爆裂,以及该公司长途 777 飞机升级版最近出现的更多问题。
目前还不清楚要做些什么来纠正最近一次星际客机飞行中遇到的问题,要不要再进行一次昂贵的测试飞行,以及这艘飞船何时能够准备好投入现役,往返于空间站运送宇航员。
周四下午 1 点 29 分,空间站机组人员关闭了星际客机的舱门。前一天,当威廉姆斯在星际客机内工作,帮助整理返程物品以确保平衡和重心正确时,她形容这一刻“苦乐参半”。
“感谢支持我们,感谢监督我们,确保我们把一切都安排在正确的位置,”她对飞行控制人员说。“我们大家都希望她能在沙漠中平稳、轻柔地着陆。”
预计星际线飞船对接机制中的挂钩会松开,空间站一侧的弹簧会将无人驾驶的渡轮推开
脱离对接七分钟后,星际线飞船预计将离开一个宽 1300 英尺、被称为“禁入球”的安全区
为了脱离轨道,需要四个大型轨道机动和姿态控制火箭——OMACs——点火 59 秒,将飞船 17100 英里/小时的速度降低近 300 英里/小时。这足以使轨道的远侧进入大气层进行再入和降落到新墨西哥着陆点。
在强大的 OMAC 制动火箭点火时,预计较小的反应控制管理系统(RCS)喷气机会按照计算机指令点火,以保持星际线飞船稳定并指向正确的方向。
一旦脱轨火箭点火完成,星际线飞船的服务模块,包含 OMACs、28 个 RCS 喷气机、氦气罐以及其他关键但不再需要的系统,将会被抛弃在大气层中烧毁
乘员舱模块由隔热罩保护,并配备了 12 个自身的 RCS 喷气装置,随后会在约 40 万英尺的高度开始再入,以每秒近 5 英里的速度重新进入可感知的大气层时,承受高达 3000 华氏度的高温。
从西南至东北的再入轨迹会让星际线穿过下加利福尼亚半岛、加利福尼亚湾、墨西哥北部,进而进入新墨西哥州。
在约 24500 英尺的高度,两个小减速伞会展开,让星际线减速并稳定下来。大约一分钟后,在 8000 英尺的高度,三个引导伞会拉出飞船的三个 104 英尺宽的主降落伞,使下降速度减慢至约 18 英里/小时。
在 2500 英尺的高度,安全气囊会充气,以把着陆冲击力降低到相当于步行的速度。预计美国东部夏令时午夜后一分钟(当地时间周五晚上 10:01)实现着陆。
脱轨燃烧以及计算机协调的姿态控制系统点火,对于沿着精确的轨迹脱离轨道以此来实现精准着陆而言至关重要。所有这些点火操作都需要加压氦气将推进剂推向正常的推进器。
在 6 月 6 日发射后的第二天,在星际线与空间站会合期间,由于推力下降,飞行计算机“取消选择”了五个 RCS 喷气发动机。此外,在推进加压系统中检测到四个氦气泄漏,再加上发射前检测到的一个小泄漏。
经过广泛的测试和分析,波音工程师得出结论:氦气泄漏是由于长时间暴露在有毒推进剂中,致使密封件略有退化造成的。不过,即便存在泄漏,他们表示星际线携带的氦气量超过脱离轨道所需量的 10 倍。
测试表明,推进器问题是由高温引起的,而高温又导致提动阀内的特氟龙密封件变形,限制了燃料的流动。
工程师们得出结论,高温在很大程度上是手动飞行控制测试的结果,这些测试导致喷气机以速射方式点火数百次,而当时航天器的朝向使得这些喷气机长时间处于直射阳光下。
在任务后期的测试点火中,喷气机似乎工作正常,表明密封件已收缩回其原始形状或接近其原始形状。
波音公司辩称,在载人返回地球时,手动飞行测试将被排除在外,航天器将调整方向以最好能够降低可疑喷气机上的太阳加热,并且在没有会合的情况下需要的点火次数会更少。
波音试图说服美国国家航空航天局(NASA)的同行,称“星际客机”有充足的余量,并将威尔莫尔和威廉姆斯安全带回地球。
但 NASA 管理人员不接受波音公司的“飞行理由”,选择让没有机组人员的“星际客机”着陆。
“太空飞行很难。余量很小。太空环境是无情的,”约翰逊航天中心飞行操作主任诺姆·奈特说。“而且我们一定要万无一失。”