求知欲与创新精神

从左到右依次是波音CST-100，SpaceX龙2号飞船，NASA猎户座飞船

人类拥有无限的求知探索能力，面对宇宙，面对太阳系，未知总是驱使着我们不断前进。现在我们有各种源动力的火箭，这些火箭可以帮助科学家们将不同的科学载荷运载至目标天体。比如专门探测木星及其卫星的朱诺号，还有专门探测火星的2020毅力号火星探测器等等。这些探测器载荷为我们带来了其他星球的一手资料，让我们可以更多的了解不同形式星球的不同性质。

但是，面对无垠宇宙，广袤的太阳系，有的时候我们也想要亲自前往这些星球，我相信宇航员第一眼在轨道看到的火星就像第一眼看到地球一样兴奋。虽然火星无限荒凉，但是这才是宇宙真正的面貌。纵观整个太空探索历史，载人航天方面的进步是很小的，载人航天也是最难攻克的一项技术之一。距离越远，危险就越大，虽然现在我们可以在地球轨道自由活动，但是前往月球和火星都非常费力……

未来的载人飞船需要完全的进化！

就好像汪洋大海中漂泊的一叶小舟，小舟就是船员的全部，这其实和在太空中是一样的，载人飞船就是宇航员的全部，不同的是大海上不会无重力，也不会有致命的太阳辐射……这么多年来，各国也没有停止对载人飞船的开发与研究，但是现在的飞船都不具备现代化标准，集成化标准。虽然我们现在还不能载人去木星或者土星，但是未来前往火星或者前往月球的飞船一定不能是现在这个样子。

宇航员Christina Koch，Alexander Skvortsov和Luca Parmitano坐在联盟号MS-13航天器内，他们正在进行着陆前检查

目前全世界也有现代化的载人飞船，除去概念飞船，分别是波音公司的CST-100和SpaceX的载人版龙2号。本文我们将重点看看SpaceX的龙2号，如何担得起未来飞船缩影之名。高度集成化的内部设计，全新的飞船操作系统，更便宜更经济的座位价格，全新的飞船动力系统，新式太阳能系统布置，更好的空间站兼容性系统，可部分重复使用等等，无一不体现着新一代太空飞船的科学魅力。

SpaceX龙2号飞船和波音CST-100飞船停靠在国际空间站的渲染图

载人飞船的安全是重中之重

过去有很多惨痛教训，因为火箭或者飞船故障而造成了很多重大事故。其实多年来科学家们都知道飞船的很多特殊技术都存在问题，比如内部主要的推进系统或热保护系统等等。所以SpaceX通过高度集成化解决了可能发生的局部故障，高度集成化可以最大程度地减少故障发生的几率，带来更高的安全性。

我想这就是SpaceX科学家们的想法，先用高度集成化解决大多数可能出现的飞船部件问题，然后再利用热保护重入大气层系统，逃逸火箭系统和飞船的宇航员生命保护系统为宇航员提供多重保护。越远距离的太空任务，就越容易出现问题。前往火星需要至少4个月，仅仅前往轨道空间站就有这样那样的问题，那未来载人飞船如何运载宇航员前往更远的目的地呢？安全是载人飞船的最高考量，而高度集成化的飞船可以帮助规避这些零碎问题。

这是载人版本龙号的一个测试版本，是在飞船首次进行轨道演示任务前在一个机库中拍摄的

判断一艘载人飞船的性能，首先要看它能否拥有足够级别的保护系统，也就是足够的安全，接下来我们还需要了解这个飞船的一些普通功能。SpaceX的龙2号飞船最多可以容纳7位宇航员，虽然龙2号飞船可以容纳7位宇航员，但是内部空间不会拥挤，天花板也很高，宇航员在长途旅行中可以站起来活动，很宽敞。更有趣的是，这个飞船居然还有一个带帘子的卫生间，让我想到了一些科幻概念中的小型化飞越性空间站。

宇航员们在出发前都会接受一定程度的灌肠，而且阿波罗计划的宇航员前往月球时也没有使用过卫生间，前往任何地球轨道空间站更不需要去卫生间，所以从这里我们也可以看的出来，未来的龙飞船经过迭代是可以执行深空任务的，具有一定的前瞻性。比如未来的龙3号飞船，再大一点，新一代发动机，更集成化的设计等等，就可以执行远距离任务了。

SpaceX龙2号飞船具有环境控制和生命支持系统ECLSS，可为宇航员提供舒适安全的环境。在旅途中，宇航员可以将飞船的内部温度设定在18至26摄氏度之间

飞船在进行任务时有诸多需要考虑的重要因素，在执行近距离任务，比如与空间站等太空结构对接时，飞船需要不断调整自己的姿态并进行轨道机动以完成对接操作。所以SpaceX在其龙2号上安装了Draco发动机，这四个Draco发动机是负责轨道机动的。除了这四个姿态调整发动机，SpaceX的龙2号还有4对，也就是8个SuperDraco发动机，它们可以让飞船与火箭紧急脱离。

SpaceX龙2号飞船中止系统由8台SuperDraco发动机提供动力，这是在德克萨斯州麦格雷戈的火箭开发设施拍摄的，SpaceX龙2号飞船中止系统正在进行推进悬停试验

我们知道载人飞船都需要太阳能电池板提供电力，一般来说飞船上的太阳能电池板都是可以收缩或者展开的翼状结构，但是SpaceX的龙2号针对太阳能电池板结构进行了环绕处理，这确实是一种很不错的设计，可以大幅度减少飞船的故障几率，不过相对的能量转换效率会降低。关于环绕式太阳能电池板，SpaceX不是单独这样做的，日本的HTV飞船也采用了相同的环绕式设计。

SpaceX龙2号飞船中止系统SuperDraco发动机喷射图

载人飞船诞生的坎坷之路

任何作品的出现都需要反复打磨测试，宇宙飞船更是如此。在一开始，SpaceX着手的是SuperDraco发动机的悬停测试，也就是飞船三大保护系统之一的中止测试。开发中止系统的目的是在飞行中发生故障时迅速让飞船和宇航员离开火箭。这其实类似于战斗机飞行员的弹射座椅，不同的是中止实验是整个飞行器都弹射出来。在中止测试实验过程中，SpaceX在龙2号飞船内部放置了和人质量一样的假人，假人身上放置了各种传感器。因为工程师们需要了解龙2飞船溅落，悬停过程中发动机的各项参数。

中止测试完成之后，SpaceX的龙2号飞船还需要完成增强型Mark 3降落伞的26项测试，这是飞船从空间站返回地球的着陆方式。这些测试包括13项成功的单降落伞测试和13项多降落伞测试。飞船的回收工作是至关重要的一环，和大多数飞船一样，SpaceX的龙2号采用的也是降落伞回收的方式。

今年1月19日，SpaceX龙2号飞船再次进行了中止系统测试，之后SpaceX龙2号飞船还打开降落伞系统，最后落在了大西洋

经过三大保护系统和各种太空辐射环境测试之后，在去年3月2日，SpaceX龙2号飞船第一次进行了无人轨道对接测试，本次测试非常成功。正当所有太空迷觉得下一次进行载人任务毫无问题的时候，SpaceX龙2号飞船在测试SuperDraco发动机的时候突然爆炸了，下一次的载人任务被迫停止。爆炸之后，SpaceX飞船团队不仅需要分析故障原因，所有的测试还需要重来，这导致龙2飞船的载人任务延迟了一年多。

SpaceX龙2号飞船正在美国俄亥俄州宇航局的Plum Brook设施内进行极端温差测试，在这里能够验证龙2号飞船承受极端温度和太空的能力

来到2020年，SpaceX对SuperDraco发动机的保护结构和防水性能进行了改进，并且通过了所有的实验，准备进行最后的中止实验。这次中止实验与上一次普通的溅落不同，上次中止实验是在模拟桁架结构上测试的，而没有在火箭上进行测试。为了让测试更具说服力，也为了各项参数更完整，SpaceX甚至直接炸掉了猎鹰九号火箭来完成测试。本次中止测试成功，龙2飞船成功降落。

万事俱备，只欠东风，看到这里我想大家都明白了，欣赏极其先进的飞船制造技术的同时，我们还要关注SpaceX龙2号的实用性前景。在5月27日，SpaceX龙2号飞船将负责运载两位美国宇航局宇航员与国际空间站对接。

2020年3月19日至20日，Hurley和Behnke参与了SpaceX龙2号飞船的发射和对接过程的完整模拟

载人飞船的前瞻性与创新精神

SpaceX的龙2号飞船是一次新的尝试，整个飞船制造技术的进步。集成化的设计为飞船或者宇航员本身带来了更为安全的设计，也为未来的客户降低了预算负担。联盟号飞船一个座位需要9000万美元，而龙2飞船则只需要2000万至3000万美元。和火箭回收一样，将顶级技术大众化，让轨道载人技术成为大众可以负担的科学，这就是龙2飞船未来的使命。

随着太空探索科学的进步，未来我们将看到更多载人飞船，他们将更安全，高效，宇航员不需要挤在一个地方，也不需要面对航天飞机似的复杂的按钮，就像在操作平板电脑一样。飞船计算机系统的进步，可回收飞船技术，高度集成化设计等等，这些将帮助SpaceX龙2飞船成为未来太空载人飞船的缩影。我非常期待未来的太空探索技术，无论是火箭的突破，能源的突破，太空飞船的突破，还是太空结构制造科学的突破，我们都值得深入探索，更重要的是享受创新带来的失败。

一起期待吧，宇宙中的一叶小舟，你未来将如何进化呢？