为何SpaceX载人首飞任务会推迟?他们为何不等到雨过天晴?
我们今天不会发射了——来自NASA的推文。
如果说今年5月份有什么重大的科技新闻,那大概就是埃隆·马斯克手下SpaceX公司将要利用载人龙飞船将NASA宇航员送上国际空间站的事情了。
早在很久以前,这个任务就已经制定下来。即使4月份时,美国的疫情非常严重,但不论是马斯克还是NASA,都没有任何退缩的想法,坚持要在5月27日执行该任务。这个科技新闻如此重要,引起了所有人的关注。尽管NASA局长布里登斯廷建议民众在家观看火箭发射,但他们显然并不满足于大屏幕的视觉效果,纷纷涌到了位于佛罗里达州卡纳维拉尔角的火箭发射场附近亲眼见证这个时刻。
包括美国总统特朗普和副总统彭斯,也亲自前往观看,因为这对他们的美国来说,至关重要。由于NASA的航天飞机全部退役,也没有开发新的火箭,所以此前宇航员想要前往国际空间站,都要搭乘俄罗斯的联盟2号飞船。但是,垄断了发射任务的俄罗斯狮子大开口,每次发射都会要到8000万美元左右的天价,让NASA承受着非常沉重的负担。但是,马斯克的SpaceX公司崛起之后,表示这个费用将可以降到6000万美元左右。这不仅可以为NASA节省一大笔开支,而且还能肥水不流外人田,堪称一举两得。
没想到,新冠病毒没能阻止他们,但天气做到了。
(图片说明:执行本次太空任务的两位宇航员)
当火箭加满燃料、安稳地立在发射台上、工作人员做好了一切准备时,天公却不作美。
SpaceX的发射负责人:“准备好了吗?”
宇航员:“准备好了。”
天气:“等一下,我没准备好。”
……
(图片说明:佛罗里达上空阴云密布)
实际上,在最近一段时间内,卡纳维拉尔角就一直浸泡在暴雨之中。周一的时候,这里的降雨量就超过了2英寸(约51毫米),这已经相当于我们说的暴雨级别了。当时的天气预报就显示:周三的降雨概率为50%。因此,在发射之前,所有的工作人员就已经做好心理准备了。
果然,在预定的升空前17分钟,天气仍然不乐观。带电积雨云就在卡纳维拉尔角上空盘旋,连飞机都不适合在这样的环境下起飞,就更不用说火箭了。一旦火箭遭受到雷击,后果将是任何人都承担不起的。美国国家海洋和大气管理局的气象学家蒂姆·加纳曾经在2017年的时候指出:“(火箭)即使仅仅处在高空中,也会引起雷击。”1969年,NASA的阿波罗12号任务就出现了火箭被雷击中的事件,好在被损坏的只是9个非必要的传感器,否则后果不堪设想。
(图片说明:阿波罗12号任务照片)
即便没有雷击,当时的大风也不允许火箭发射。即使是看起来不起眼的风,也会对巨大的火箭产生蝴蝶效应,导致火箭偏离轨道。用马斯克的话说,高空的风会“像一个大锤子一样”摧残火箭,导致严重的后果。
时间一分一秒地流逝着,每个人的手里都捏了一把汗。眼看着预定的发射时间(当地时间16:33分)逐渐靠近,天气依然没有好转。在距离预定发射时间还有大约17分钟的时候,控制室传来指令:“很不幸,我们今天不能发射了。”
万众期待的科技新闻,竟然成了一场空。
为何他们这么快就放弃了?如果再等一等呢?万一天气有所好转,趁机发射火箭,岂不是就可以避免遗憾了?
实际上问题并非这么简单。
我们开篇的时候就说了,NASA的宇航员以前想要前往国际空间站,只能坐俄罗斯的飞船出发。因此,国际空间站的绕地轨道不得不照顾到俄罗斯专用火箭发射场——拜科努尔航天发射场的位置,采用了与赤道有51.6度夹角的模式运行。没办法,当初NASA也没想到会有SpaceX的崛起。
为了实现飞船和空间站的对接,他们就必须选择空间站和自己的卡纳维拉尔角处于最完美位置的时候发射火箭。否则,一旦过早或者过晚发射,都会导致飞船飞到国际空间站的高度(大约400公里)的时候,相对位置却有着巨大的偏差。这样一来,就要耗费非常多的燃料来“拐弯”,这不仅导致成本极大的提高,而且携带这么多燃料根本就不现实,会导致飞船真正携带的有用物品极少。
(图片说明:国际空间站)
因此,对于地面来说,发射火箭只有一段很短的“窗口期”。一旦错过这个窗口期,国际空间站就离开了最完美的位置,我们也就错过了发射的机会。遗憾的是,这个窗口期,仅仅持续大约1秒钟。虽然差个几秒钟也勉强有弥补的余地,但是差了几分钟就没办法了。
但是,如果仅仅是如此,那么为何控制台在距离预定发射时间还有17分钟的时候就提前叫停了呢?
实际上,火箭发射的时候,不仅仅需要当时一瞬间、它经过的小范围内天气良好,而是对周围大片区域都有着较高的要求。为了保证万无一失,他们要求火箭发射场附近10海里之内都没有雷雨云。同时,天空中不能有厚度超过4500英尺(1370米)、温度接近冰点的云层。由于短时间内这些云层不会散去,所以他们不得不放弃了本次任务。
由于火箭的煤油火箭燃料和液态氧一般要在火箭发射前40分钟才注入燃料箱,而控制台叫停的时间距离预定发射时间仅17分钟。也就是说,重达1450公斤的燃料和液态氧都已经注入燃料箱了。同时,两位宇航员也都已经分别就位,等待发射。很遗憾,即便准备得如此完善,这一次任务终究还是推迟了。
不论是出于宇航员的安全还是任务的成功率考虑,这一次取消任务都是没有任何问题的。
对于特朗普来说,这恐怕不是个好消息。在这个美国因新冠肺炎疫情死亡人数突破十万的日子里,原本这一次火箭发射可以稍微转移大家的注意力。但是,这次任务的临时取消,也没有按照预期完成转移注意力的任务。
当然,这次任务仅仅是推迟,而没有取消。根据SpaceX的计划,当地时间周六下午15:22和周日下午15:00是他们的两个备份发射窗口期。不过,根据美国空军第45气象中队的预测,这两天仍然有40%的概率会出现不安全的天气状况。
更令人担忧的是,至少在周六的时候,很可能还会有大量的美国民众蜂拥到卡纳维拉尔角附近观看火箭发射,这无疑又增加了一起人群聚集、新冠病毒传播的机会。甚至附近布里瓦德县治安官韦恩·艾维还鼓励当地人前去参观,不禁令人捏了一把汗。