SpaceX 獵鷹重型火箭處于發(fā)射狀態(tài)，為 NASA 的木衛(wèi)二“歐羅巴快帆”任務(wù)做準(zhǔn)備，該任務(wù)于 2024 年 10 月 14 日發(fā)射。圖片SpaceX

繼上周日SpaceX的星艦在第5次飛行任務(wù)中成功地用發(fā)射塔臂借助助推器之后，昨日周一午餐時(shí)間左右SpaceX公司從美國(guó)宇航局肯尼迪航天中心成功地發(fā)射了獵鷹重型火箭。連續(xù)兩天創(chuàng)造歷史，天天都是封神之作。

這次主要發(fā)射著美國(guó)宇航局的“歐羅巴快帆”木衛(wèi)二探測(cè)器，它將對(duì)木星的海洋衛(wèi)星木衛(wèi)二進(jìn)行為期一年的探測(cè)。美國(guó)宇航局認(rèn)為，這顆衛(wèi)星的特點(diǎn)是表面冰冷，地表下是海洋，可能蘊(yùn)含著生命，有可能首次發(fā)現(xiàn)存在于地球以外的其他天體上的證據(jù)。

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獵鷹9號(hào)重型火箭助推器不回收

“歐羅巴快帆”沿著地球逃逸軌道發(fā)射，開(kāi)始為期近六年的星際航行任務(wù)。該任務(wù)已于昨日美國(guó)東部時(shí)間下午 12:06（世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間 16:06）從 39A 發(fā)射中心發(fā)射升空。特別值得注意的是：在設(shè)計(jì)發(fā)射方案時(shí)考慮到如果需要，火箭發(fā)射時(shí)間最多可提前 15 秒，以避免與近地軌道上的物體發(fā)生任何潛在碰撞。

獵鷹重型火箭的這次發(fā)射任務(wù)情況特殊，SpaceX 將耗盡火箭的所有三個(gè)助推器。在大多數(shù)獵鷹重型火箭飛行中，兩側(cè)的助推器與中心助推器分離后會(huì)飛回卡納維拉爾角太空軍基地，而中心助推器通常不會(huì)被回收。但這次所有的助推器都不回收。

SpaceX 公司 NASA 科學(xué)任務(wù)主管朱麗安娜·謝曼 (Julianna Scheiman) 在發(fā)射前的媒體電話會(huì)議上表示：“ 獵鷹重型火箭正在為“歐羅巴快帆”全力以赴，把這艘探測(cè)器送往我們迄今發(fā)送過(guò)的最遠(yuǎn)的目的地，這意味著這次任務(wù)需要最高的性能。” “我不知道你們?cè)趺聪耄蚁氩怀鲞€有什么比犧牲助推器回收更好的任務(wù)，來(lái)?yè)Q取我們可能發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)系中生命的機(jī)會(huì)。”

此次任務(wù)是助推器 1064 和 1065 的第六次也是最后一次飛行。它們之前都曾支持過(guò) USSF-44、USSF-67、Jupiter-3/EchoStar-24、NASA 的 Psyche 和 USSF-52 的發(fā)射。

受颶風(fēng)米爾頓的影響，任務(wù)原定于 10 月 13 日進(jìn)行，但 NASA 和 SpaceX 決定推遲 24 小時(shí)。在電話會(huì)議中，謝曼表示，這是由于在發(fā)射前任務(wù)評(píng)估中出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，SpoaceX 稱(chēng)之為“偏執(zhí)狂”。

“ 在此過(guò)程中，我們遇到了與火箭管道相關(guān)的質(zhì)量控制問(wèn)題。火箭的各個(gè)部位都有管道。因此，我們所做的一件事就是與 NASA 發(fā)射服務(wù)計(jì)劃團(tuán)隊(duì)密切合作，查看火箭上的哪些硬件設(shè)置了什么、哪些硬件存在問(wèn)題、哪些硬件需要作為此問(wèn)題的一部分進(jìn)行評(píng)估，并確保對(duì)其進(jìn)行必要的檢查和驗(yàn)證，”Scheiman 說(shuō)道。 “因此，基本上要確保每個(gè)系統(tǒng)都經(jīng)過(guò)驗(yàn)收測(cè)試或驗(yàn)證測(cè)試或其他類(lèi)型的檢查，以確保目前垂直放置在發(fā)射臺(tái)上的飛行器和硬件已準(zhǔn)備好飛行。”

美國(guó)宇航局發(fā)射服務(wù)計(jì)劃（LSP）高級(jí)發(fā)射主管蒂姆·鄧恩補(bǔ)充說(shuō)，SpaceX 上周晚些時(shí)候提出了這個(gè)問(wèn)題，美國(guó)宇航局也同意這個(gè)問(wèn)題需要進(jìn)一步研究。鄧恩說(shuō)：“我們的團(tuán)隊(duì)在周五晚上和周六全天齊心協(xié)力，今天（周日）進(jìn)入發(fā)射準(zhǔn)備評(píng)估階段時(shí)，已經(jīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)狀況非常有信心。因此，我們的狀態(tài)非常好，我們非常欣賞 SpaceX 的謹(jǐn)慎。”

發(fā)射時(shí)序圖。圖片NASA

雖然該任務(wù)不涉及美國(guó)聯(lián)邦航空管理局的商業(yè)發(fā)射許可程序，因?yàn)樗怯?NASA 主導(dǎo)的任務(wù)，但 Crew-9 任務(wù)期間出現(xiàn)的獵鷹 9 號(hào)上面級(jí)異常問(wèn)題確實(shí)在發(fā)射前簡(jiǎn)報(bào)中出現(xiàn)過(guò)。謝曼表示，火箭第二級(jí)的梅林真空發(fā)動(dòng)機(jī)與獵鷹重型火箭的相同，在發(fā)出脫離軌道的關(guān)閉指令后，該發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒了 500 毫秒。

“ 這半秒鐘的額外推力基本上使得第二級(jí)火箭緩慢地重新進(jìn)入地球大氣層，超出了第二級(jí)火箭在南太平洋的既定著陸區(qū)，”她說(shuō)。“在我們的火箭上，一切都按預(yù)期響應(yīng)。我們基本上命令備用梅林真空關(guān)閉程序關(guān)閉打開(kāi)的發(fā)動(dòng)機(jī)液氧排氣閥，從而成功關(guān)閉了 MVac 發(fā)動(dòng)機(jī)。”

NASA 密切關(guān)注 SpaceX 對(duì)該問(wèn)題的分析，并表示對(duì)得出的結(jié)論充滿信心，但也進(jìn)行了自己的驗(yàn)證以確保萬(wàn)無(wú)一失。

鄧恩說(shuō)：“我們之所以與 SpaceX 合作，顯然是因?yàn)?Crew-9 任務(wù)距離歐羅巴快帆的行星窗口很近，SpaceX 很快就幫我們解決了這個(gè)異常問(wèn)題。我們?cè)陲w行準(zhǔn)備就緒審查后的第二天就召開(kāi)了自己的獨(dú)立工程審查委員會(huì)，評(píng)估并確認(rèn)歐羅巴快帆不存在這個(gè)異常。”

2024 年 10 月 2 日星期三，技術(shù)人員準(zhǔn)備將 NASA 的歐羅巴快帆探測(cè)器封裝在位于佛羅里達(dá)州 NASA 肯尼迪航天中心的有效載荷危險(xiǎn)維修設(shè)施中的 SpaceX 獵鷹重型有效載荷整流罩內(nèi)。有效載荷整流罩將在從 39A 發(fā)射臺(tái)升空前往木星冰冷衛(wèi)星木衛(wèi)二的旅程中保護(hù)航天器。圖片SpaceX

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探測(cè)木衛(wèi)二地下海洋

前往木衛(wèi)二冰衛(wèi)星的旅程自上世紀(jì) 90 年代末就一直在討論之中，其設(shè)想是作為 1995 年至 1997 年繞木星運(yùn)行的伽利略號(hào)探測(cè)器的繼任者。美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)于 2013 年建議對(duì)木衛(wèi)二進(jìn)行一次任務(wù)，當(dāng)時(shí)估計(jì)成本約為 20 億美元。到 2019 年左右，任務(wù)成本估計(jì)上升至約 42.5 億美元， 截至目前，該任務(wù)的總成本估計(jì)為 52 億美元。

加滿推進(jìn)劑后，該探測(cè)器總重約 5,700 公斤（約 12566 磅），由 28 個(gè)推進(jìn)器提供動(dòng)力。如果展開(kāi)太陽(yáng)能電池板，它的長(zhǎng)度比一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的籃球場(chǎng)還要長(zhǎng)，這讓我們感覺(jué)一下它的規(guī)模。

2024 年 8 月 21 日，美國(guó)宇航局的歐羅巴快船在該機(jī)構(gòu)位于佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心的一間潔凈室中拍攝。這張照片是在工程師和技術(shù)人員部署和測(cè)試航天器的巨型太陽(yáng)能電池板時(shí)拍攝的，每個(gè)太陽(yáng)能電池板長(zhǎng)約 46.5 英尺（14.2 米），高約 13.5 英尺（4.1 米）。圖片NASA/Frank Michaux

探測(cè)器與獵鷹重型火箭上面級(jí)分離后，歐羅巴快帆項(xiàng)目經(jīng)理喬丹·埃文斯表示，團(tuán)隊(duì)將首先努力獲取到探測(cè)器的信號(hào)，這將需要幾分鐘。接下來(lái)， 歐羅巴快帆將“像烤肉架一樣滾動(dòng)約兩到三個(gè)小時(shí)，以預(yù)熱太陽(yáng)能電池陣列機(jī)制”，然后它將使用埃文斯所謂的“熱刀”在約 30 分鐘內(nèi)切斷太陽(yáng)能電池陣列約束裝置。

“探測(cè)器需要大約 30 分鐘才能切斷每側(cè)的所有九個(gè)太陽(yáng)能電池板。因此，它每側(cè)切斷八個(gè)，然后在太陽(yáng)能電池板分離開(kāi)始后約 30 分鐘，它切斷兩側(cè)的第九個(gè)太陽(yáng)能電池板，”埃文斯解釋說(shuō)。“這發(fā)生在發(fā)射后約三到三個(gè)半小時(shí)，我們需要一段時(shí)間才能確定太陽(yáng)能電池板分離后探測(cè)器的狀態(tài)。”

前往木衛(wèi)二的旅程將耗時(shí)五年半，飛船預(yù)計(jì)將于 2030 年 4 月 11 日到達(dá)。此次旅程包括 2025 年 3 月 1 日的火星重力輔助和 2026 年 12 月的地球重力輔助。

美國(guó)宇航局科學(xué)任務(wù)理事會(huì)副副局長(zhǎng)桑德拉·康納利表示，她對(duì)這次任務(wù)“非常興奮”，并指出這是“我們（科學(xué)）組合中非常重要的一部分，因?yàn)樗鼘⑹刮覀兏咏獯鹩嘘P(guān)太陽(yáng)系和我們?cè)谄渲械奈恢玫幕締?wèn)題。”

“ 科學(xué)家認(rèn)為，木衛(wèi)二冰層之下的條件適合生命生存。存在生命的基本條件包括水、能量、化學(xué)物質(zhì)和穩(wěn)定性，”康奈利說(shuō)。“為此，我們將從九種儀器和一項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中收集數(shù)據(jù)。科學(xué)研究包括收集地下海洋的測(cè)量數(shù)據(jù)；繪制表面成分和地質(zhì)圖；尋找可能從冰層中噴出的水蒸氣羽流。”

當(dāng)處于木星大氣層內(nèi)時(shí)，“歐羅巴快帆”將飛越木衛(wèi)二約 50 次，最近距離木衛(wèi)二地表約 25 公里（16 英里）。

藝術(shù)家對(duì)歐羅巴快船太空飛船的設(shè)想，背景是歐羅巴和木星。圖片NASA/JPL-Caltech

雖然“歐羅巴快帆”主要任務(wù)將于 2034 年 6 月結(jié)束，但 NASA 可能會(huì)根據(jù)探測(cè)器的健康狀況將該任務(wù)延長(zhǎng)至2035年之后。

在獵鷹9號(hào)運(yùn)載火箭成功發(fā)射“歐羅巴快帆”之后，已順利接收到“歐羅巴快帆”探測(cè)器的信號(hào)，測(cè)控指揮大廳一片鼓掌聲，真正的星際航行開(kāi)始了！