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貨運(yùn)龍首度執(zhí)行長(zhǎng)期任務(wù):重構(gòu)ISS軌道管理

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▲SpaceX今年第106發(fā),剛剛點(diǎn)亮佛州卡納維拉爾角的夜空。編號(hào)C211.3貨運(yùn)龍飛船將在CRS-33任務(wù)中首次計(jì)劃駐留國際空間站長(zhǎng)達(dá)五個(gè)月,這不僅僅是送貨上門,更是美國航天獨(dú)立掌控軌道管理的里程碑。搭載創(chuàng)新推進(jìn)套件的龍飛船,將首次由美國飛船主導(dǎo)提升空間站高度,對(duì)抗大氣阻力,確保這個(gè)低軌太空實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。


●發(fā)射環(huán)節(jié):七手火箭與三手飛船

美東時(shí)間2025年8月24日清晨2:45 (北京時(shí)間8月24日午后14:45),一枚七手獵鷹9號(hào)火箭從卡納維拉爾太空軍基地的SLC-40發(fā)射臺(tái)咆哮升空。一級(jí)助推器B1090.7已是第七次服役,老將風(fēng)采不減,此前助力過Crew-10載人飛行、Bandwagon-3衛(wèi)星群部署以及O3b mPOWER-E通信衛(wèi)星入軌。

▲發(fā)射后約8.5分鐘,助推器精準(zhǔn)著陸在大西洋上的海上無人回收平臺(tái)【缺少莊重感】A Shortfall of Gravitas,這已是該船第121次回收任務(wù),以及SpaceX總計(jì)第492次成功回收獵鷹助推器。

發(fā)射不到10分鐘,貨運(yùn)龍飛船C211.3與二級(jí)火箭分離,獨(dú)自追趕國際空間站,這是該船第三次出征——前兩次分別執(zhí)行2022年的CRS-26和2023年的CRS-29任務(wù)。


▲飛行近29小時(shí)后,預(yù)計(jì)美東時(shí)間8月25日上午~7:30 (北京時(shí)間8月25日~19:30),這艘貨運(yùn)龍飛船對(duì)接國際空間站美國和諧號(hào)艙段。

它將與空間站對(duì)接后駐留約五個(gè)月,直至12月底返回,濺落在太平洋近洛杉磯外?;蚴サ旰S?,由香農(nóng)號(hào)回收船打撈。這次任務(wù)首次長(zhǎng)期駐留,從1個(gè)多月猛增至5個(gè)月,標(biāo)志著貨運(yùn)龍飛船從短期補(bǔ)給轉(zhuǎn)向持久支持,以優(yōu)化國際空間站的資源管理。


●貨運(yùn)詳解:從玉米餅到前沿科學(xué)

這次CRS-33任務(wù)運(yùn)載了約2300公斤(5070磅)貨物,全部裝在加壓艙內(nèi),沒有占用外部非加壓艙。其中宇航員補(bǔ)給占1091公斤,包括129個(gè)標(biāo)準(zhǔn)食物袋、33份個(gè)性化乘員包、18個(gè)咖啡茶包,以及特別受歡迎的14個(gè)玉米餅包——里面塞滿了超過1500個(gè)玉米餅,這些柔軟耐存的太空主食,已成為宇航員飲食文化的象征。此外,還有55公斤太空行走裝備、587公斤車輛硬件和35公斤計(jì)算機(jī)資源,確??臻g站的硬件運(yùn)轉(zhuǎn)如鐘。

科研載荷447公斤,支持近50項(xiàng)實(shí)驗(yàn),聚焦太空制造和生物技術(shù)。歐洲航天局的金屬3D打印實(shí)驗(yàn)是一個(gè)亮點(diǎn):在微重力環(huán)境下打印復(fù)雜金屬部件,這項(xiàng)技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)太空原位維修,減少對(duì)地球物流的依賴。另一個(gè)焦點(diǎn)是生物實(shí)驗(yàn),涉及實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的肝臟組織與血管整合的「器官芯片」(organ-on-a-chip,一種微型模擬人體生理的裝置),用于測(cè)試藥物在太空中的效能,并為地面醫(yī)學(xué)如肝病治療或器官移植提供新洞見。還有3D打印醫(yī)療植入物,用于藥物遞送或神經(jīng)損傷修復(fù),這些微重力測(cè)試揭示了重力對(duì)細(xì)胞行為的影響,推動(dòng)更精準(zhǔn)的療法開發(fā)。

●創(chuàng)新推進(jìn):重塑ISS軌道管理

▲CRS-33的真正革命在于飛船非加壓艙里的全新推進(jìn)套件——兩套德拉克發(fā)動(dòng)機(jī)配獨(dú)立推進(jìn)劑系統(tǒng),可提供約1.5倍于俄羅斯進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)船的推力。從今年9月起,這套系統(tǒng)將執(zhí)行多次燃燒操作(發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火短暫推進(jìn),以抬升空間站軌道),持續(xù)至秋季,幫助ISS對(duì)抗大氣阻力(高層大氣分子摩擦導(dǎo)致軌道衰減的現(xiàn)象),維持超過400公里軌道高度。

這項(xiàng)新穎的設(shè)計(jì)靈感來源于CRS-31任務(wù)的先導(dǎo)試驗(yàn)——那次發(fā)生在2024年11月的補(bǔ)給飛行中,SpaceX巧妙地回收并復(fù)用了Crew-8載人任務(wù)上的德拉克發(fā)動(dòng)機(jī)(Draco engine,一種小型火箭推進(jìn)器,主要用于控制飛船姿態(tài)和提供額外推力),以及2020年發(fā)射中止測(cè)試的燃料箱。

對(duì)于美國來說,為什么這項(xiàng)創(chuàng)新推進(jìn)如此重要?傳統(tǒng)上,ISS軌道提升依賴俄羅斯的進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船和空間站自身推進(jìn)器,但隨著地緣政治緊張(俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)導(dǎo)致美俄關(guān)系不確定)讓美國必須尋求獨(dú)立方案。這套任務(wù)套件不僅能提升自主性,還會(huì)降低成本——龍飛船復(fù)用設(shè)計(jì)讓每次任務(wù)更經(jīng)濟(jì)。更深層影響在于,它為NASA未來退役ISS美國艙段(U.S. Deorbit Vehicle)鋪路,這種基于龍架構(gòu)的系統(tǒng)計(jì)劃在2030或2031年引導(dǎo)ISS安全墜落大氣層焚毀,避免不受控再入風(fēng)險(xiǎn)。分析人士指出,這標(biāo)志著美國從被動(dòng)參與轉(zhuǎn)向主導(dǎo)低軌生態(tài),重構(gòu)國際空間站軌道管理格局,并且為未來月球門戶站或火星空間站提供模板??偠灾@次推進(jìn)套件不是臨時(shí)補(bǔ)丁,而是太空基礎(chǔ)設(shè)施的戰(zhàn)略升級(jí)。


●龍飛船與星艦關(guān)系:不是取代,而是互補(bǔ)

CRS-33是SpaceX與NASA CRS合同下的第33次貨運(yùn)任務(wù),自2012年CRS-1首飛以來,這個(gè)系列已運(yùn)載數(shù)百噸貨物,將ISS從組裝平臺(tái)轉(zhuǎn)型為科學(xué)實(shí)驗(yàn)室。CRS-2合同(第二階段商業(yè)補(bǔ)給服務(wù),延至2026年后)體現(xiàn)了公私合作的成熟:SpaceX復(fù)用火箭和復(fù)用飛船大幅壓低成本,同時(shí)提升可靠性,讓空間站補(bǔ)給從高風(fēng)險(xiǎn)冒險(xiǎn)變?yōu)榭煽课锪鳌?/p>

展望未來,即使星艦實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營——那艘巨獸承諾更廉價(jià)的大批量運(yùn)輸——龍飛船仍將在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)擔(dān)當(dāng)主力。它已運(yùn)營十余年,證明了在低軌環(huán)境的韌性,不僅將持續(xù)支撐ISS直到退役,還將無縫過渡到商業(yè)空間站時(shí)代,如避風(fēng)港空間站、公理號(hào)空間站等商業(yè)軌道平臺(tái)。龍飛船模塊化設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性運(yùn)營,讓它成為橋梁:星艦或許征服月球和火星,但近地軌道的日常補(bǔ)給,仍需這種可靠老將的精密執(zhí)行。就像業(yè)內(nèi)專家所言,這不是取代,而是互補(bǔ)——龍飛船的持久遺產(chǎn),將確保人類太空存在從實(shí)驗(yàn)性躍向可持續(xù)產(chǎn)業(yè)。



部分信息索引:

Spaceflightnow:NASA, SpaceX to launch Cargo Dragon on a mission to boost space station orbit

Reddit:SpaceX Dragon CRS-2 SpX-33 Official Launch Discussion & Updates Thread!

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