文 | 經(jīng)緯創(chuàng)投

9月10日，SpaceX的獵鷹9號（Falcon 9）飛船搭載著“龍”飛船，從佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心發(fā)射成功，執(zhí)行“北極星黎明”任務(wù)：由4名私人宇航員組成的機(jī)組人員將搭乘飛船，在為期5天的行程中，進(jìn)入地球輻射帶，并計(jì)劃進(jìn)行首次商業(yè)太空行走。

發(fā)射后不久，火箭一二級成功分離。火箭第一級成功降落在大西洋上的無人回收船上。發(fā)射12分鐘后，飛船與火箭順利分離，飛船進(jìn)入軌道，北極星黎明任務(wù)發(fā)射成功。

未來幾天，機(jī)組成員們將前往距離地球約1400公里的飛行軌道完成首次太空行走任務(wù)，屆時(shí)宇航員還將穿上SpaceX全新設(shè)計(jì)的EVA太空服出艙。

這次航天任務(wù)，是繼NASA阿波羅計(jì)劃之后，半個(gè)多世紀(jì)以來，人類距離地球最遠(yuǎn)的一次太空旅行。機(jī)組將穿過范艾倫輻射帶——被困在地球磁場中的高能粒子環(huán)，還將進(jìn)行40余項(xiàng)實(shí)驗(yàn)和首次商業(yè)太空行走。任務(wù)的逐步進(jìn)行，將證明商業(yè)航天公司的能力。

如同馬斯克發(fā)文所說：“這將是史詩般的壯舉?！睂?shí)際上，早在2022年2月，“北極星黎明”隸屬的“北極星計(jì)劃”就被提出，但出于種種技術(shù)原因，飛行拖延至今。雄偉的目標(biāo)和超長準(zhǔn)備時(shí)間讓這場太空新冒險(xiǎn)備受期待。

那么，“北極星黎明號”承載了哪些「創(chuàng)造歷史」級別的任務(wù)？按照設(shè)想，“北極星計(jì)劃”接下來會如何發(fā)展？太空行走又為何意義重大？以下，Enjoy：

萬眾矚目的北極星黎明號，承載了哪些「創(chuàng)造歷史」的使命？

SpaceX出技術(shù)、Isaacaman出錢，又是熟悉的配方

北極星黎明號，是繼NASA阿波羅計(jì)劃后，人類在50多年以來抵達(dá)的距離地球的最遠(yuǎn)距離——大約1400公里的飛行軌道。

馬斯克親自下場認(rèn)證這一次任務(wù)的突破性：“這將是商業(yè)公司首次進(jìn)行的太空行走，也是半個(gè)多世紀(jì)以來，人類距離地球最為遙遠(yuǎn)的太空行走！”

北極星黎明號任務(wù)預(yù)計(jì)飛行5天時(shí)間，機(jī)組團(tuán)隊(duì)實(shí)力雄厚。指揮官為億萬富翁Jared Isaacman；飛行員為他的長期合作伙伴——退役空軍飛行員Scott Poteet；醫(yī)療官和任務(wù)專家分別是SpaceX員工Anna Menon和Sarah Gilli。

作為私人航天飛行的常客，這并不是指揮官Jared Isaacman第一次出錢出力出人進(jìn)行的太空飛行。他曾作為靈感4號任務(wù)指令長兼發(fā)起人，以雄厚的財(cái)力支付全部費(fèi)用，成為“全員平民”出征太空中的重要成員。

同時(shí)，Jared Isaacman還合伙開辦了公司，擁有世界上最大規(guī)模的私人噴氣戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)，并且參加過編隊(duì)飛行表演，創(chuàng)下輕型噴氣機(jī)環(huán)游地球的最快世界紀(jì)錄。他共參加了一百多場飛行表演，并將每場表演都獻(xiàn)給慈善事業(yè)。 飛行員

Scott Poteet則已經(jīng)服役20年，飛行時(shí)長超過3200小時(shí)，是一名不折不扣的示范飛行員。結(jié)束空軍生涯后，他還曾擔(dān)任各類職務(wù)，如“靈感4號”項(xiàng)目的任務(wù)主任，即Isaacaman投資參與的那次“平民太空旅行”。 任務(wù)專員Sarah Gillis是SpaceX的首席太空運(yùn)營工程師，負(fù)責(zé)監(jiān)督宇航員培訓(xùn)項(xiàng)目，包括幫NASA及商業(yè)飛行員制定課程和培訓(xùn)。在龍飛船載人航天任務(wù)當(dāng)中，她就已經(jīng)提供過實(shí)時(shí)操作支持，也是當(dāng)時(shí)的通信員。

任務(wù)專員及醫(yī)務(wù)人員Anna Menon同樣是SpaceX的首席太空運(yùn)營工程師，管理宇航員操作的開發(fā)，曾服役于多個(gè)龍飛船執(zhí)行任務(wù)，包括Demo-2、Crew-1、CRS-22、和CRS-23。值得注意的是，在SpaceX之前，她曾在NASA工作了7年，幫助整合國際合作伙伴工程師和醫(yī)療護(hù)理。

全精英團(tuán)隊(duì)的組合，讓北極星黎明號的順利推進(jìn)更具保障。

五天行程，任務(wù)滿滿

據(jù)Isaacman透露，此次任務(wù)還會有精彩的直播環(huán)節(jié)。

Day 1 ：

機(jī)組人員將尋找微隕石軌道碎片風(fēng)險(xiǎn)最小的時(shí)間，以此確定北極星黎明號前往1400公里高度的具體發(fā)射時(shí)間。抵達(dá)190公里X1200公里的軌道后，機(jī)組人員將全面檢查。

Isaacman提到，機(jī)組將選擇在最低的高度進(jìn)行穿越。這是基于整個(gè)任務(wù)會高空穿越南大西洋異常區(qū)兩到三次，因此所承受的輻射水平很高，幾乎是這次任務(wù)的全部輻射負(fù)荷。從數(shù)據(jù)上講，相當(dāng)于在國際空間站上待了三個(gè)月。

Day 2:

機(jī)組人員計(jì)劃完成40多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，并且為即將到來的重頭戲“太空行走”做足準(zhǔn)備，提前測試艙外航天服。

Day 3:

萬眾矚目的艙外活動日，指揮官Isaacman本人將執(zhí)行最為關(guān)鍵的太空行走活動，任務(wù)專家Sarah Gillis配合進(jìn)行。另外兩位機(jī)組人員則在飛船內(nèi)給予支持。

傳統(tǒng)的載人航天器一般都配有氣閘艙，這相當(dāng)于正常氣壓和真空環(huán)境的過渡地帶，但飛船沒有配氣閘，出艙前飛船內(nèi)就要全艙減壓至真空狀態(tài)，兩位留在艙內(nèi)的機(jī)組成員都相當(dāng)于置身外太空環(huán)境。

本次太空行走預(yù)計(jì)為兩個(gè)小時(shí)，被稱為“一個(gè)測試和開發(fā)的過程”，他們希望：「在有限時(shí)間內(nèi)，盡最大可能了解宇航服和操作過程，并且研究太空輻射和太空飛行對人體健康的影響?！?/p>

據(jù)Isaacman說，四位機(jī)組人員都已經(jīng)進(jìn)行過大量訓(xùn)練，以進(jìn)行太空行走。

并且，太空艙內(nèi)外都安裝了攝像機(jī)，將進(jìn)行全程直播，一切敬請期待。

在太空行走過程中，SpaceX專門設(shè)計(jì)的EVA宇航服將派上用場。3D打印頭盔能夠應(yīng)對太陽強(qiáng)光，搭配平視顯示器和攝像頭，能夠?qū)崟r(shí)獲取宇航服的溫度、壓力和相對濕度等信息。

許多新型的熱管理紡織品和阻燃材料也被借用到宇航服設(shè)計(jì)中。要知道，這些材料之前都是應(yīng)用在獵鷹火箭和龍飛船的軀干上！

這次飛行還將進(jìn)行龍飛船通過星鏈進(jìn)行互聯(lián)通信的首次載人運(yùn)行測試。NASA也正在開展這一驗(yàn)證。倘若成功，將能夠?yàn)槲磥淼妮d人航天任務(wù)減少通信延遲問題，并且增加數(shù)據(jù)帶寬！

“北極星黎明”只是“北極星計(jì)劃”的三分之一

從提出到實(shí)施，鴿了足足兩年半

此次任務(wù)名為：“北極星黎明”（Polaris Dawn）計(jì)劃，實(shí)際上是Jared Isaacman載人航天計(jì)劃“北極星計(jì)劃”中的三分之一。

事實(shí)上，這一計(jì)劃在2022年2月14日便被提出：SpaceX聯(lián)合Isaacman宣布全面啟動“北極星計(jì)劃”，SpaceX出技術(shù)，Isaacman出錢，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手以突破私人太空飛行的極限。

原定于“不早于2022年第四季度”的發(fā)射計(jì)劃，受制于EVA宇航服的設(shè)計(jì)（實(shí)際上今年5月才剛剛亮相）、SpaceX測試衛(wèi)星間激光通信鏈路的技術(shù)問題，先是推遲到2023年3月，又是推遲到2023年年中，隨后接連推遲到2024年4月、7月和8月。

2022年剛官宣時(shí)，航天任務(wù)和機(jī)組成員就已經(jīng)確立下來。在一鴿再鴿中，“北極星計(jì)劃”的亮相愈發(fā)增添了一層神秘色彩。

回顧一下，當(dāng)時(shí)，“北極星計(jì)劃”設(shè)置了3次載人航天任務(wù)，分別為：

北極星黎明號（Polaris Dawn）

北極星2號（Mission II）

北極星3號（Mission III）

此次進(jìn)行任務(wù)的“北極星黎明號”，便是太空行走的第一趟。按照當(dāng)時(shí)的任務(wù)計(jì)劃，此次探索將為后續(xù)科研開展提供支撐。這次任務(wù)將證明商業(yè)航天公司的能力，同時(shí)也為未來的航天項(xiàng)目打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

北極星黎明號任務(wù)：

SpaceX 的獵鷹 9 號火箭，從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心的 39A 發(fā)射場發(fā)射，支撐北極星黎明任務(wù)的順利開展。

Dragon 和 Polaris Dawn 機(jī)組人員將在軌道上停留長達(dá)五天，飛行的高度比任何已有的 Dragon 任務(wù)都要高，并且將嘗試達(dá)到有史以來飛行的最高地球軌道。

Polaris Dawn 的機(jī)組人員將進(jìn)行太空行走，支持旨在促進(jìn)地球上人類健康和未來長期太空飛行中對人類健康的理解的科學(xué)研究，并率先測試在太空中基于 Starlink 激光的通信。

北極星2號任務(wù) ：

以北極星黎明為基礎(chǔ)，這項(xiàng)任務(wù)將繼續(xù)擴(kuò)大未來載人航天任務(wù)、太空通信和科學(xué)研究的延展度。

北極星3號任務(wù)：

星艦（S20）完成首次載人航天飛行！——成為世界上第一個(gè)完全可重復(fù)使用的運(yùn)輸系統(tǒng)，旨在將船員和貨物運(yùn)送到地球軌道、月球、火星和更遠(yuǎn)的地方。

太空行走，為何意義重大？

太空行走，發(fā)生在艙外活動（Extravehicular Activities, EVA）中，是指航天員離開航天器后，在地球大氣層以外的空間進(jìn)行活動。根據(jù)不同任務(wù)類型，太空行走持續(xù)的時(shí)間可達(dá)5-8小時(shí)。

太空行走能夠支撐較為重要的艙外作業(yè)，包括但不限于：科學(xué)實(shí)驗(yàn)、線纜連結(jié)、調(diào)試設(shè)備、修理航天器等。

也許在今天看來，太空行走已然是一件稀松平常的事情，但先驅(qū)者們卻曾冒著「流浪銀河系」的危險(xiǎn)去挑戰(zhàn)和冒險(xiǎn)。 太空行走第一人阿列克謝·列昂諾夫（Aleksei Leonov）在1965年成為上升2號的宇航員，嘗試人類首次進(jìn)行太空行走。

當(dāng)時(shí)，人類的第一件艙外宇航服，受環(huán)境影響，膨脹了。

宇航服中的他，難以做出大幅度動作，體溫也隨之升高，面臨著無法返回飛船的困境。甚至，地面人員選擇了切斷本在直播的信號。

列昂諾夫只能自行判斷。為了讓腳線順利進(jìn)入氣密艙，再抬手關(guān)上艙門，他選擇了冒著缺氧的風(fēng)險(xiǎn)，將宇航服放氣，一頭扎進(jìn)氣密艙，并且想盡辦法關(guān)閉艙門。那一身膨脹、高溫、濕透的宇航服中，一直備有一顆自盡用藥。

幸運(yùn)的是，他解除了上升2號的第一次危機(jī)，驚險(xiǎn)之中完成了人類首次太空行走。在返回地球的過程中，他接連經(jīng)歷自動著陸系統(tǒng)故障、“方向盤”失控、著陸點(diǎn)偏移、軌道艙分離失敗、落入冬天的森林進(jìn)行荒野求生的挑戰(zhàn)。

除了危機(jī)、還是危機(jī)。

救援人員，滑雪抵達(dá)現(xiàn)場

救援人員滑雪抵達(dá)，滯留1天后，帶著他滑雪離開。死里逃生的他，完成了最艱險(xiǎn)的首次太空漫步。甚至被稱為“此人不能在太空中被帶走”的代表。在這以后，獲取了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的人類，繼續(xù)嘗試太空行走，并且完成了多次艙外活動與實(shí)驗(yàn)。

當(dāng)時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)主要是為了登月，而現(xiàn)在，空間站建設(shè)、設(shè)備維修、采集樣本、科學(xué)研究，都緊緊依賴著出艙活動。 目前，一般而言，宇航員需要針對太空行走進(jìn)行長期的專業(yè)訓(xùn)練，部分訓(xùn)練模式還會利用到虛擬現(xiàn)實(shí)。

宇航員楊宇光曾提到：“太空行走是高風(fēng)險(xiǎn)行為?！笔е鼗蛘呶⒅亓l件對人類體力考驗(yàn)極大。以神舟十二號為例，航天員準(zhǔn)備出艙時(shí)，先穿上一個(gè)“通風(fēng)液冷服”，用以通過水作為冷卻液降溫；隨后，再針對屏蔽輻射等進(jìn)行準(zhǔn)備，最后穿上乳白色的艙外航天服。 在太空真空條件下，太陽輻射到一平方米大小的能量是1300多瓦，航天服必須反射掉如此大的能量。同時(shí)，空間碎片的未知軌跡可能會穿透航天服，造成失壓和缺氧。因此，盡管太空行走的技術(shù)條件一直在進(jìn)化，但出艙活動的風(fēng)險(xiǎn)，永遠(yuǎn)不可能等于0。

馬斯克曾提到：“只有首先看到事情的可能性，才會有發(fā)生的機(jī)會?！泵恳淮螄L試，都有可能抵達(dá)。每一次抵達(dá)，都意味著新的出發(fā)。

銀河面前，沒有絕對的掌舵者。偉大，正是在于不甘渺小。從仰望到會面，宇宙的未知值得期待?，F(xiàn)實(shí)的每一步腳印都在告訴我們：大膽擁抱未來！

References：

1.https://x.com/elonmusk/status/1825318147974373766

2.https://www.spacex.com/updates/

3.“全員平民”出征太空，一人還是中獎白送 by 果殼

4.“北極星計(jì)劃” － 美國商業(yè)航天的下一個(gè)里程碑 by 全球航天事件

5.太空行走是怎么回事？by 全球航天事件

6.人類首次商業(yè)太空行走在即！SpaceX確認(rèn)下周一凌晨發(fā)射，馬斯克又要創(chuàng)造歷史：史詩般壯舉 by 量子位

7.人類首次太空行走，背后是險(xiǎn)象環(huán)生和絕地求生 by 果殼