龙飞船（美国研发的新型载人飞船）

龙飞船

美国研发的新型载人飞船

“龙”飞船是美国首个由私营企业建造并运送宇航员往返空间站的载人飞船，也是自美国航天飞机之后首个获美航天局认证的常规运送宇航员往返空间站的新型载人飞船。

研发历史

政策背景

自美国航天飞机2011年退役后，美国向国际空间站运送人员和货物均需依靠俄罗斯。为改变这种状况，美国航天局鼓励私营企业开发往返空间站和地面的“太空巴士”，太空探索技术公司等企业正在竞争这一项目。

全球太空项目大多由国家政府资助，纯商业运作的民营企业凤毛麟角，2009年奥巴马就任美国总统后，决意鼓励美国民营企业进军太空市场，推动太空活动商业化，希望太空飞行由政府控制转为商业运作。

在白宫授意下，美国国家航空航天局(NASA)加大了对太空民企的扶持力度。“天龙号”飞船得到了NASA的大力支持，NASA还与太空探索技术公司签订了一份价值16亿美元的合同，未来“天龙号”将至少为NASA执行12次无人飞行任务，并为太空站运送补给物资。

研发公司

美国太空探索技术公司(SpaceX)的首席执行官艾伦·马斯克是靠网络支付系统发家的亿万富翁，被称为“硅谷钢铁侠”。在硅谷成功后，马斯克将目光投向了偏门的领域——造火箭和宇宙飞船。

2002年SpaceX成立后，许多批评家认为马斯克不可能成功，这也是马斯克以“龙”这一神话形象命名飞船的原因。

2011年美宇航局与SpaceX签署一份价值过亿美元的合同，后者将为美国宇航员提供运输补给，单次费用为1.33亿美元。这使得SpaceX拥有比其竞争对手轨道科学公司超过2亿美元以上的价格优势。SpaceX的目标是将航天运输的成本降到最低，该公司在其官网上明码标价，称会给顾客最实惠的价格。为了降低成本SpaceX甚至从网上购买过二手仪器，找最便宜的打捞公司打捞火箭残骸。

SpaceX高管汤普森说，马斯克从传统航空机构挖走人才，并结合其互联网经验，“他们在一起想出新的方式来设计和制造火箭。”

2012年5月22日，“龙”号飞船搭乘“猎鹰9”号火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空。国际空间站将因此迎来首个私营企业制造的航天器，这也是航天飞机退役后，美国首次向国际空间站运送物资。此次发射开启了私营企业进入航天领域的新时代。

发射过程

试飞

当地时间2010年12月8日，“天龙号”（Dragon）太空飞船搭载“猎鹰9号”火箭，在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地成功发射升空进入地球轨道。“天龙号”太空飞船在环绕地球两圈后返回地球，并在数小时后成功降落在墨西哥海岸线外约500英里处。

发射

2012年5月19日，发射失败。“猎鹰9”号火箭的引擎点火程序按时启动，但“天龙号”飞船上的计算机却自动关闭。导致火箭和飞船没有升空。

2012年5月22日凌晨，“猎鹰9号”商用火箭成功发射升空，该火箭将把“天龙号”飞船送到预定轨道，这个飞船装有1000磅的物资，将运往国际空间站。按计划，“龙”24日将从空间站下方大约2.5公里处飞过，并进行一系列轨道机动及设备检测，以确认其通信和导航系统处于可控状态。

欧洲和日本货运飞船首次与空间站对接前也要经历类似程序。如果通过测试，美国航天局将下达对接指令。“龙”将“贴”在空间站下方大约10米处飞行，空间站两名宇航员操纵机械臂捕获“龙”飞船并实施对接。“龙”将与空间站对接约两周，随后将承载600多公斤载荷返回地球。此次任务成功后，太空探索技术公司预计将从航天局获得价值16亿美元的合同，向空间站发射12次货运飞船。

2012年5月25日，龙飞船与国际空间站成功对接，由此成为有史以来首艘造访空间站的商业飞船。“龙”飞船被安全固定在空间站的“和谐”号节点舱上。在对接前两个多小时，空间站宇航员唐纳德·佩蒂和安德烈·凯珀斯利用长约17.7米的加拿大机械臂完成了对“龙”飞船的“抓捕”行动。当时，飞船和空间站正运行在地球上空约400公里的澳大利亚上空。

空间站内的宇航员28日开始卸载飞船货物。31日15时44分在“龙”飞船重返地球大气层之时，它靠一系列大型降落伞保持稳定并降低速度，直至落入太平洋。

2019年3月1日，美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地，搭载无人驾驶“载人龙飞船”的SpaceX猎鹰9号火箭伫立在发射台上。“载人龙飞船”的无人发射定于2日进行，载人发射定于7月进行。两次发射均为试飞，完成后“载人龙”将获得美国航天局认证。

运货

2012年10月7日，美国私营企业太空探索技术公司向国际空间站发射“龙”货运飞船，这是“龙”飞船首次正式承担向空间站运货的任务。

飞船于当地时间7日晚8时35分从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空，为国际空间站运送重约455公斤的货物，这些货物将用于支持空间站第33长期考察组准备开展的166项实验。此外，“龙”飞船在10月底返航时将运回约330公斤科研材料。

“龙”飞船预计将于10日抵达国际空间站，将在空间站停留约两周时间。太空探索技术公司与美航天局签署了价值16亿美元的合同，将向国际空间站发射货运飞船12次，此次是12次发射计划中的首次发射。

美国东部时间2014年9月21日1时52分（北京时间13时52分），美国太空探索技术公司21日发射“龙”货运飞船，给国际空间站送去第一台3D打印机和20只小鼠。这是“龙”飞船第4次执行向空间站送货任务。

美国航天局电视直播显示，“猎鹰9”火箭在夜色中搭载“龙”飞船从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。大约10分钟后，飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。

“龙”飞船上装载着约2．5吨货物，包括食物、示范性技术产品以及供255项科学实验使用的设备。其中最令人感兴趣的是一台微波炉大小的3D打印机。美国航天局在一份声明中称，这一设备将用来测试评估3D打印技术在太空微重力环境下的工作情况。

“龙”飞船还携带20只小鼠进入太空，这是该飞船首次搭载活的哺乳动物。此外，“龙”飞船给空间站送去的还包括一个海洋风监测仪器，它获得的数据将有助于飓风预报。

如果一切顺利，“龙”飞船将于23日抵达空间站，它与空间站对接时间为4周，预计10月中旬返回并坠入太平洋。

根据与美国航天局签署的合同，太空探索技术公司共计要向空间站发射货运飞船12次。本周早些时候，该公司还获得美国航天局26亿美元的合同以建造载人版“龙”飞船。

2016年7月18日，美国佛罗里达州卡纳维尔角，美国著名航天私企太空探索技术公司(SpaceX)成功用猎鹰9号火箭将一艘货运龙飞船送上太空。

对接

2013年3月3日，在成功排除推进器故障之后，美国SpaceX公司的“龙”飞船终于在当天早晨与国际空间站进行了对接。2012年5月首次与空间站成功对接的“龙”飞船是唯一往返于空间站的商业货运飞船，曾被认为是美航天探索的一个创举，填补了美国航天飞机退役后的空白。

空间站指令员凯文·福特和飞行工程师汤姆·马士本会在空间站的观测舱控制加拿大产的机械臂，抓住靠近的“龙”飞船。NASA和SpaceX公司的联合控制小组发出一系列的指令，保证无人驾驶的“龙”飞船缓慢靠近到58英尺长的机械臂的工作范围内。

机械手捕获飞船后，“龙”飞船和它的货物被引导与美国制造的“和谐号”节点舱进行对接。报道称，这艘补给飞船将按照最初的计划在国际空间站停留到3月25日，尽管该航天器的到来由于推进器的问题而延迟了一天。

2016年7月18日，美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地，美国太空探索技术公司利用“猎鹰9”火箭发射“龙”货运飞船，为国际空间站送去一个可供未来美国商业载人飞船使用的对接端口。

在国际空间站上待了1个多月后，美国太空探索技术公司的“龙”货运飞船26日携带12只实验小鼠及其他一些物资返回地球，完成第九次为空间站运送补给的任务。

2018年6月29日，美国太空探索技术公司(SpaceX)“猎鹰9号”运载火箭把装载2.7吨物资的“龙”飞船(Dragon)发往国际空间站，欧洲机器人助手“西蒙”。

2019年3月2日2时49分，载人“龙”飞船搭乘“猎鹰9”火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心39A发射台升空，大约11分钟后，飞船与火箭顺利分离，继续飞向国际空间站。

研发过程

研发历史

美国航天飞船在2011年退役，导致宇航局依靠俄罗斯的联盟号搭载宇航员来往于空间站。一旦私人太空飞行变得可行，美国宇航局希望借助龙飞船来搭载宇航员前往国际空间站，因此，太空探索技术公司(SpaceX)获得美国航天局26亿美元的合同以建造载人版“龙”飞船。

飞船详情

第二代载人龙飞船（Crew Dragon或Dragon V2）舱体高约6米，宽约3.7米，最多能同时容纳7位宇航员，有4个窗户，舱内的座椅是由最高等级的碳纤维和阿尔坎塔拉面料制成。自动化程度很高，但也可以由船上的宇航员控制，或者加州霍桑市的SpaceX任务控制中心的工作人员进行控制。

在太空旅程中，船上的宇航员可以将舱内温度设置在65到80华氏度（约合18到27摄氏度）之间。载人龙飞船部署了先进的紧急逃生系统，并于2015年春季完成测试。在紧急情况下，该系统可迅速把宇航员送到安全区域。推进器由8个发动机组成，安装在飞船的侧面，推进器能产生约1.5万磅推力，可以将飞船升到离地面1500米的高度。

空中悬停测试

2016年1月23日，SpaceX载人“龙飞船”完成空中悬停测试。

预计2017年载人前往国际空间站

根据与NASA签署的合同，SpaceX公司将在2017年开始利用天龙号（Crew Dragon）向低地轨道和国际空间站运送宇航员。这个合同的价值高达26亿美元，届时天龙号将搭载于猎鹰9号运载火箭上，从佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪太空中心发射升空。

重要影响

自人类探索太空以来，政府主导几乎所有航天活动。对于“龙”飞船的发射活动，多家外媒均以“开启一个新的时代”来形容。自人类探索太空以来，几乎所有航天活动都由政府主导，直到2012年5月22日。

飞船于国际空间站成功对接，太空探索技术公司成为继美国、欧盟和日本后，第四个拥有与国际太空站对接能力的实体。

专家评论

2013年3月3日，一名中国航天专家说，美国私人公司研发的“龙”飞船的状态要比中国的“神舟”飞船以及俄罗斯的“联盟”飞船更加简单。“龙”飞船实际上只是一艘货运飞船，没有安装生命支持系统，无法像中国“神舟”那样搭载航天员。

另外，从成熟度上来看，“猎鹰9”火箭加“龙”飞船的构型，还逊色于中国的“长征-2F”和“神舟”的组合。后者经过了多次成功发射验证。而“猎鹰9”和“龙”的发射几次都磕磕绊绊，问题不断。此外，“龙”飞船还比中国的“神舟”小一号。

参考资料

1.美国“龙”飞船载4名宇航员返回地球·新华网