波音Starliner軌道飛行測試的工作原理:五步走

波音Starliner軌道飛行測試的工作原理:五步走

Atlas V火箭和Starliner航天飛船2019年12月18日在佛羅里達州的卡納維拉爾角空軍基地準備發射

波音公司為商業宇航員準備的CST-100 Starliner航天器定於週五(12月20日)首次飛往國際空間站(ISS)進行無人飛行。在格林威治時間19:36:43,Atlas V 火箭執行波音Starliner首飛任務成功。如果此次軌道測試任務成功,波音將在2020年開始向國際空間站運送宇航員,而現在已經成功了第一步。

將人員帶入太空是一個複雜的過程,特備需要考慮安全性。此次任務稱為軌道飛行測試(OFT),用於證明Starliner可以安全地將宇航員運送到ISS並返回地球。這是Starliner OFT任務從發射到著陸的步驟。

根據波音公司的網站,像OFT和未來的載人飛行Starliner任務的發射活動通常在Starliner前往太空之前的45天開始。在此期間,聯合發射聯盟(ULA)的團隊在佛羅里達州NASA肯尼迪航天中心的41 號航天發射場總裝了Atlas V火箭。兩週後,Starliner安裝在Atlas V的頂部。星箭對接後,波音和NASA將花費數週的時間演練發射程序並檢查系統的準備情況。

在發射日(如果飛船上有宇航員),最多4名宇航員將在起飛前3小時前往發射陣地。雖然此次飛行任務沒有宇航員,但是有一名叫做Rosie 的“虛擬”宇航員(擬人測試設備)。Starliner還將運輸279公斤貨物到到空間站,其中包括一些送給宇航員的聖誕節禮物。

起飛!Starliner前往國際空間站


波音Starliner軌道飛行測試的工作原理:五步走

首次Starliner試飛的起飛時間定於12月20日格林尼治標準時間11:36。這個瞬時發射窗口將確保Starliner的發射位置位於國際空間站的軌道平面下方。飛行4分35秒後,Atlas V火箭將與半人馬座火箭上面級分離,後者將把Starliner送入軌道。

發射大約15分鐘後,半人馬座的上面級關閉並與Starliner分離,此後,火箭平臺將回落至地球並墜入南太平洋。然後,Starliner將繼續使用其自己的推進器和導航系統到達國際空間站。發射的最後部分是在升空後約31分鐘,當時Starliner使用四個姿態和軌道控制器將其置於正確的軌道上。經過近26小時的飛行,預計它將在12月21日格林威治時間13:27到達國際空間站。

與國際空間站對接


波音Starliner軌道飛行測試的工作原理:五步走

(圖片來源:波音)

Starliner上有智能計算機,可與國際空間站的一個端口自動對接。為了改造最初為航天飛機建造的Harmony模塊的兩個對接端口,宇航員進行了一系列太空行走,安裝了新的國際對接適配器。

波音公司在其網站上表示,由於國際空間站在眾多恆星中呈現出明亮的外觀,Starliner的照相機可以在距其軌道設施幾十英里的地方拍攝到它。當飛船到達空間站時,飛船上的推進器會自動保持它的方向正確。波音公司在發射指南中說,在飛往國際空間站的途中,Starliner將在距離空間站200米和10米的地方暫停兩次,以便給控制人員留出時間,確保一切順利對接。

當國際空間站的宇航員使用空間站的Canadarm2機械臂來鉤住進站的飛船時,Starliner是自動對接的。美國宇航局宇航員傑西卡·梅爾和克里斯蒂娜·科赫將監控Starliner的自動交會對接。在Starliner對接後,兩名宇航員將在打開艙門進入飛船之前進行檢漏。

在國際空間站一週


波音Starliner軌道飛行測試的工作原理:五步走

(圖片來源:波音)

根據設計,Starliner要在太空呆上幾個月,但首次登上國際空間站的任務將持續約一週。在軌道上運行的宇航員將花費時間從Starliner卸下貨物,並將有關飛船內部、外觀數據發送回任務控制系統。

Starliner貨物包括新鮮食品、宇航員需要的易耗品補充品(如衛生紙),以及某些設備(如太空服零件)或科學實驗。在12月12日的發射準備情況審查中,波音公司表示,宇航員將攜帶聖誕節禮物。

離開國際空間站


波音Starliner軌道飛行測試的工作原理:五步走

(圖片來源:波音)

預計Starliner將於12月28日美國東部時間上午2:16從國際空間站返航。Starliner將緩慢地離開空間站,對國際空間站進行飛越檢查,同時為宇航員提供拍攝Starliner的機會。該航天器將點燃幾次發動機,以確保它回到空間站之前遠離空間站,可以保護航天器和空間站免受任何可能的碰撞。

返回地球


波音Starliner軌道飛行測試的工作原理:五步走

(圖片來源:波音)

Starliner將於美國東部時間上午5:01開始在太平洋上空進行再入,期間載人艙外部將承受高達1650攝氏度的外部溫度。降落傘將在離地面9公里時彈出。首先Starliner將丟棄其隔熱罩,然後將部署兩個降落傘為航天器減速。它們降落後,將打開三個主降落傘。


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安全氣囊將在離地面約0.9公里時膨脹,以使Starliner在美國東部時間上午5:47在新墨西哥州的白沙導彈靶場進行軟著陸,地勤人員將前往飛船進行回收工作。


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