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星際客機飛船

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中文名 ：星際客機飛船 國籍 ：美國 所屬公司 ：波音

星際客機飛船（英文：Starliner，又譯：星際線），是美國波音公司研製的新一代可重複使用的錐形載人飛船，擔負運送美國宇航員往返國際空間站任務。

「星際客機」飛船採用串聯雙艙構型，由乘員艙和服務艙構成，其中乘員艙理論上可以重複使用10次。該飛船高5.03米，乘員艙直徑4.56米，發射質量13.2噸，最大載客7人，也可用於客貨混裝，具備60小時獨立飛行和210天停靠飛行能力。

2024年6月5日，「星際客機」飛船從佛羅里達州卡納維拉爾角太空軍基地發射升空，首次執行載人試飛任務，搭載兩名美國宇航員前往國際空間站。6月6日，「星際客機」飛船與國際空間站對接。「星際客機」原計劃於6月14日與空間站分離並返回地球，但由於出現推進器故障和氦氣泄漏等問題，返航時間一再推遲。當地時間7月25日，美國官員表示，在工程師完成波音公司「星際客機」問題修復工作之前，兩名美國宇航員將留在國際空間站，且尚未確定返回日期。[15]8月7日，美國航天局官員表示，如果波音公司的「星際客機」飛船無法保證安全載人返回地球，兩名美國宇航員可能要等到2025年2月乘坐美國太空探索技術公司的「龍」飛船返回地球。當地時間8月31日，美國航天局宇航員布奇·威爾莫爾稱，他注意到「星際客機」飛船內部的揚聲器發出了一些奇怪的聲音。9月7日凌晨，美國波音公司「星際客機」飛船不載人返回地球。當地時間12月17日，NASA宣布，美國兩名滯留宇航員返地球時間推遲到2025年3月底。

研製歷程

歷史背景

美國載人航天飛行，在經歷過1986年1月的「挑戰者號航天飛機」和2003年2月「哥倫比亞號航天飛機」兩次災難性事故且評估認為綜合效益不佳後，2009年9月18日，美國宇航局宣布，航天飛機將逐漸退役。

2011年7月21日，亞特蘭蒂斯號航天飛機執行最後一次任務，正式結束了一個航天時代。

2011年航天飛機退役後，NASA就此失去了將宇航員送往國際空間站的能力，不得不高價租用俄羅斯的載人飛船。為擺脫困境，NASA啟動了商業載人航天項目，計劃由商業公司負責研製可以往返國際空間站的新一代載人飛船。但該計劃一度遭到廣泛質疑，美國國會也對此持懷疑態度，一再削減NASA的相關撥款。直到航空航天巨頭波音公司出面表示願意接手時，才說服了國會批准相關撥款。2014年NASA最終與波音公司和SpaceX公司簽署了研製新飛船的協議，為該項目出力最多的波音公司獲得了價值42億美元的合同，而初出茅廬的SpaceX只是作為備用方案，合同價值為26億美元。

波音公司

美國波音公司分為三個業務集團：民用飛機，防務、空間與安全，以及全球服務。

防務、空間與安全集團是集多元化與全球化為一身的組織機構，提供設計、製造、改裝以及支持民用飛機改型、軍用旋翼機、衛星、載人航天探測和自主系統的解決方案。該次擱淺在國際空間站的「星際客機」飛船就是該集團的產品。

波音公司是當之無愧的美國老牌載人航天器製造商。從最早的水星飛船、雙子座飛船承包商麥克唐納飛行器公司，到阿波羅飛船承包商北美航空公司，再到航天飛機軌道器承包商洛克韋爾公司，統統先後合併到波音公司麾下。可以說，美國宇航局2010年啟動商業乘員發展計劃時，具有研製載人飛船經驗的廠商非波音公司莫屬。

研製進程

2010年7月，波音公司公布新飛船研製計劃目標：新飛船將在2015年前為商業載人任務做好準備。然而，其項目實施過程一再暴露設計、製造等缺陷，導致飛船進度不斷推遲。直到2019年12月，「星際客機」飛船終於執行了首次無人軌道試飛任務。

2015年，波音公司將其正在研製的擔負運送美國宇航員往返國際空間站任務的商業飛船CST-100正式命名為「星際客機」。

2019年12月，「星際客機」飛船開始了首次無人測試，但它剛升空就被發現了一個低級錯誤——飛船上的時鐘沒有和地面進行同步，兩者相差了11小時。飛行過程中，飛船根據錯誤的時間進行計算，認為飛船偏離了軌道，於是啟動發動機試圖矯正，很快就把有限的燃料耗盡，沒能達到預定飛行高度，與國際空間站的對接也被取消。NASA將這次任務形容為「災難性的失敗」。

2021年8月，經過改進的「星際客機」被裝到火箭上後，發現飛船的多個閥門被腐蝕堵塞，只能取消發射進行重新檢修。一直等到2022年5月，波音公司才成功完成了「星際客機」的首次無人測試飛行，但NASA宣布發現一系列新問題，例如纏繞在電線絕緣層上的保護帶錯誤使用了易燃材料，降落傘系統可能比預期更脆弱，需要重新設計和測試。這導致首次載人飛行任務一再推遲。

NASA原先宣布「星際客機」於2024年5月6日開始首次載人飛行，但在發射前兩小時之際，倒數計時被終止。NASA解釋說，執行發射任務的「阿特拉斯5」號運載火箭的一個減壓閥出現問題。解決這個問題時，波音公司發現了另一個問題：「星際客機」飛船存在氦氣泄漏。6月1日，再次被送上發射台的「星際客機」在倒計時還剩不到4分鐘時又被叫停，這次是控制發射的飛行計算機出現了問題。於是「星際客機」的首次載人發射任務一直等到6月5日才最終完成。

系統組成

飛船系統

「星際客機」飛船是波音公司研製的新一代可重複使用載人飛船，採用串聯雙艙構型，由乘員艙和服務艙構成，其中乘員艙理論上可以重複使用10次。

「星際客機」飛船通過採用部分可重複使用設計，希望顯著降低載人航天任務成本，提高相關任務的可持續性。具體來說，「星際客機」飛船的外形與阿波羅飛船相似，採用乘員艙和服務艙串聯雙艙構型。其中，乘員艙設計能夠重複使用10次，回收復用周期為6個月。為了確保每次回收均「輕柔」降落地面，乘員艙不僅配備了碩大的降落傘，還在底部安裝了安全氣囊，以便充分緩解着陸衝擊。

「星際客機」飛船為兩艙段設計，包括乘員艙和服務艙兩部分。乘員艙為錐形，主要負責運送人員和貨物；服務艙為圓柱形，具備發射逃逸、姿軌控、發電、熱輻射等功能。飛船設計最多可搭載7名乘員，也可以乘員加貨物的形式進行混合搭載。飛船獨立飛行狀態設計壽命60小時，對接狀態設計壽命210天，具備重複使用能力，最多可使用10次，以6個月為周期實現復飛。

運載火箭

宇宙神-5運載火箭（又稱：「阿特拉斯-5」火箭）承擔「星際客機」飛船的發射任務。宇宙神-5運載火箭是美國洛克希德·馬丁公司研製大型液體燃料運載火箭。

火箭構型

宇宙神-5系列運載火箭包括400構型系列和500構型系列，共14個型號，各型宇宙神-5運載火箭的命名規則是：宇宙神-5（abc），a用4或5標註，分別表示火箭頂端4米或5米直徑的整流罩；b用0~5標註，代表火箭通用芯級綁的固體助推器數量；c用1或2標註，表示「半人馬座上面級」發動機的數量。

宇宙神-5運載火箭採用兩級或兩級半結構，每種型號使用的公用模塊是：3.81米直徑的宇宙神通用芯級和3.05米直徑的半人馬座上面級。

火箭動力

宇宙神-5火箭通用芯級使用1台RD-180液氧煤油火箭發動機，該種發動機採用分級燃燒循環、雙燃燒室，具有47~100%的節流調節能力，無節流工作時的真空推力達到422噸，真空比沖為3304米秒。

半人馬座上面級使用1台或2台普拉特•惠特尼公司的RL10A-4-2液氫液氧發動機，其真空推力達到10噸/台，比沖為4415米秒。

發射「星際客機」飛船構型

美國該次發射「星際客機」飛船，採用的是宇宙神-5（422）構型（Atlas-5-422），即火箭通用芯級（1台RD-180液氧煤油發動機）捆綁兩個固體助推器（2台AJ-60A型或2台GEM-63型固體燃料火箭發動機），半人馬座上面級採用2台RL10A-4-2液氫液氧發動機。