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SpaceX 在历史性太空行走前与私人宇航员失去联系
SpaceX 的星际飞船音爆非常强烈,可能会损坏附近的建筑物
星际飞船的 33 台猛禽发动机在第六次试飞期间启动。SpaceX
SpaceX 创始人兼首席执行官埃隆·马斯克希望经常发射公司的星际飞船火箭,目标是每年发射 100 次。这对该公司星际基地周围的地区来说可能是个坏消息,因为巨型火箭在发射和重返大气层时会产生雷鸣般的噪音,可能造成损害。
一组研究人员测量了星际飞船 10 月份第五次试飞产生的噪音和气压。他们发现,有史以来最大的火箭对伊莎贝尔港和德克萨斯州南帕德里岛南端造成结构损坏的风险更大,例如玻璃破碎和装饰品掉落。该研究结果最近发表在美国声学学会快报杂志上。
周二,星际飞船升空进行最新一次试飞,发射过程中燃烧了约 3,400 吨推进剂。发射后约七分钟,火箭的超重型助推器降落,穿过地球大气层重返大气层,点燃 13 台猛禽发动机控制下降。火箭返回时会产生音爆,这是物体以超音速移动时产生的强大冲击波,当物体突破音障时,压力波会融合在一起。除了重返大气层之外,星际飞船在与火箭的热分级环(一个可拆卸的隔热罩,从高空落回地球)分离后还会产生额外的音爆。
10 月 13 日,星际飞船进行了具有开创性的第五次试飞。火箭的超重型助推器高 232 英尺(71 米),首次缓缓降落到塔楼,塔楼用伸出的机械臂像一双巨型筷子一样接住火箭。这是一项令人印象深刻的工程壮举,使星际飞船更接近可重复使用。然而,它也产生了巨大的噪音。
研究表明,Starship 第五次综合试飞期间测量到的音爆远远超过了 SpaceX 的猎鹰 9 号火箭和 NASA 的太空发射系统 (SLS) 产生的音爆。Starship 的发射产生的噪音至少比猎鹰 9 号大 10 倍,比升空时的 SLS 大得多。
信中写道:“尽管这些只是相对比较,但它们提供了对可能很快每年发射超过 100 次的火箭的更深入了解。为了了解星际飞船对敏感建筑、社区和环境的潜在噪音影响,需要进行额外的测量。”
SpaceX 此前曾否认其星际飞船火箭对星际基地所在地德克萨斯州博卡奇卡周围的野生动物栖息地构成威胁的指控。在星际飞船首次发射后,德克萨斯州的一群环保组织对美国联邦航空管理局 (FAA) 提起了诉讼。该诉讼指责 FAA 在没有充分进行环境审查或缓解要求的情况下匆忙完成许可程序。
SpaceX 位于博卡奇卡的发射场周围是野生动物栖息地,这里是多种濒危物种的避难所,例如豹猫、环颈鸻和肯氏丽龟。早在星际飞船升空之前,该公司之前在发射场开展的活动就已经导致滨鸟数量急剧减少,并对当地生态系统造成了其他危害。
马斯克希望到明年,该公司的巨型火箭能够更频繁地发射,目标是在 2025 年发射 25 次,每年发射 100 次。考虑到星际飞船未来计划发射的次数如此之多,当这枚巨型火箭发出如此大的噪音时,很难不去想它会对周围地区产生怎样的影响。
织女星失踪的奇怪现象
哈勃太空望远镜假彩色照片显示,夏季恒星织女星周围 1000 亿英里宽的尘埃盘。NASA、ESA、STScI、S. Wolff(亚利桑那大学)
1984 年,天文学家在附近的织女星周围发现了一个由气体和尘埃组成的旋转盘,这让他们首次看到了行星诞生的物质。现在,对同一颗恒星的近距离观察发现了一些奇怪的事情:在织女星传奇的行星形成盘中没有发现行星,这引发了宇宙学上的一个谜团。
利用美国宇航局的哈勃和韦伯太空望远镜,亚利桑那大学的天文学家团队对环绕织女星的圆盘进行了前所未有的深入观察。令人惊讶的是,该团队没有发现在近 1000 亿英里宽的碎片盘中存在一颗或多颗大行星的证据。亚利桑那大学的研究员、即将发表在《天体物理学杂志》上的两篇论文的合著者安德拉斯·加斯帕尔在一份声明中说:“织女星圆盘非常光滑,光滑得离谱。这是一个神秘的系统,因为它与我们观察过的其他恒星圆盘不同。”
织女星位于天琴座,距离地球仅 25 光年,在北半球的夏日天空中清晰可见。四十年前,美国宇航局的红外天文卫星探测到织女星周围的暖尘埃发出过多的红外光,这是行星形成物质围绕恒星运行的第一个观测证据。
这颗恒星的名声让它在 1997 年的电影《接触》中担任主角,在这部电影中,一位科学家前往织女星寻找外星生命的可能证据。在卡尔·萨根小说的电影改编中,主角埃莉·阿罗威(由朱迪·福斯特饰演)到达织女星,但在环绕织女星的碎片云中没有发现行星。事实证明,电影是对的,这让现实生活中的科学家非常困惑。
亚利桑那大学研究员、韦伯研究成果论文主要作者凯特苏在一份声明中表示:“这让我们重新思考系外行星系统的范围和多样性。”
左侧是哈勃拍摄的织女星盘假色图,右侧是韦伯拍摄的织女星盘晕中暖尘的光芒。图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI、S. Wolff(亚利桑那大学)、K. Su(亚利桑那大学)、A. Gáspár(亚利桑那大学)
2005 年,美国宇航局的斯皮策太空望远镜绘制了织女星周围的尘埃环,发现该盘比之前认为的要大得多。近 20 年后,韦伯望远镜和哈勃望远镜联手揭示了织女星盘内前所未见的细节。韦伯望远镜捕捉到了恒星周围的红外光,它由围绕织女星旋转的沙粒大小的颗粒组成,比太阳亮 40 倍。另一方面,哈勃望远镜探测到了尘埃反射的光,捕捉到了盘的外晕,其中的颗粒不大于烟雾的稠度。
亚利桑那大学斯图尔德天文台研究员、哈勃研究成果论文第一作者斯凯勒·沃尔夫在一份声明中表示:“不同类型的物理学会将不同大小的粒子定位在不同的位置。我们看到尘埃粒子大小的差异有助于我们了解恒星盘的潜在动态。”
她补充道:“织女星系统的结构与我们的太阳系有明显不同,在我们的太阳系中,木星和土星等巨行星可以阻止尘埃像织女星那样扩散。”
恒星是由巨大的气体和尘埃云在自身重力作用下坍缩形成的。剩余物质变平,形成一个旋转的圆盘,开始绕恒星运行,然后成为行星形成的原料。哈勃望远镜已经观测到几个原行星盘,行星从中穿过,但织女星的圆盘为何没有任何形式的行星体尚不清楚。
“我们正在详细观察恒星盘之间的多样性,以及这种多样性与底层行星系统的关系。即使我们看不到可能隐藏的行星,我们也发现了很多有关行星系统的信息,”苏说。“行星形成过程中仍有许多未知数,我认为这些对织女星的新观测将有助于限制行星形成的模型。”
木制卫星首次进入太空
京都大学 Lignosat 木制卫星插图
一块由木兰木制成的小立方体即将运往国际空间站 (ISS),在那里它将被部署到太空中,以测试它如何承受极端环境。研究人员希望这次实验能为太空建筑中更可持续的材料铺平道路。
LignoSat是一颗木质卫星,由京都大学和日本伐木公司住友林业的研究人员共同开发,于周一晚间搭乘SpaceX 的补给任务发射至国际空间站。该卫星将在大约一个月后从空间站释放,以测试其在太空中的耐用性,以及是否可以用木材作为替代品,以减少近地轨道上的垃圾量。
当人们想到可以在太空中生存的材料时,人们不会想到木材。然而,木材在地球大气层之外的表现却出奇地好,而且它可能比用于建造卫星的传统材料还有一些优势。2022 年 3 月,LignoSat 背后的研究人员将三种木材暴露在国际空间站外的恶劣环境中10 个月,发现这些材料不受周围宇宙射线或太阳粒子的影响。在近地轨道上悬挂近一年后,木材没有开裂、剥落、弯曲或遭受任何表面损坏,其中木兰木被证明是最耐用的。
轨道试验为 LignoSat 的飞行铺平了道路。这颗卫星每边长约 4 英寸(10.16 厘米),重量略超过 2 磅(0.9 公斤)。当然,它并非完全由木材制成,只有通常由铝制成的部分。
一旦部署,LignoSat 将在低地球轨道接受为期六个月的测试,机载仪器将测量木兰木在恶劣的太空环境中的表现。
这个想法最初是在四年前提出的,目的是制造一种不会加剧日益严重的太空垃圾问题的低成本航天器。与传统卫星不同,主要由木材制成的卫星在重返地球大气层时会完全烧毁。由金属制成的报废卫星在燃烧进入大气层时会破碎成较小的碎片,或释放有害的铝,这对环境产生负面影响。另一个优点是木材不会阻挡电磁波,因此卫星可以将天线安置在木质机身内,而不是外面。
而且木材的应用范围并不仅限于卫星。京都大学的研究人员认为,木材还可用于建造太空中的其他建筑,包括月球和火星上的人类居住地。希望木材能够撑过太空中最初六个月的停留。
SpaceX 将尝试对星际飞船进行大胆的轨道加油测试
两艘星际飞船在轨道上 对接的示意图。SpaceX
到明年年初,SpaceX 可能准备好让两艘星际飞船在轨道上会合,进行一项雄心勃勃的加油测试,这将决定该航天器执行深空任务的潜力。
美国宇航局载人着陆系统项目副经理肯特·乔纳茨基 (Kent Chojnacki)最近在接受 Spaceflight Now采访时透露,星际飞船的飞行中推进剂测试计划于 2025 年 3 月进行。此次轨道验证是星际飞船迈出的重要一步,也是 SpaceX 实现美国宇航局阿尔忒弥斯 (Artemis) 登月任务能力的关键部分。
SpaceX 与 NASA 签订了一份价值 5320 万美元的合同,该合同于 2020 年签署,使用星际飞船的油罐进行在轨推进剂转移。在第三次试飞期间,SpaceX 在星际飞船在太空中将大约 10 公吨的液氧从星际飞船的集管箱转移到主油箱。然而,即将到来的演示需要更多的运载火箭。两艘星际飞船将相隔约三到四周发射到近地轨道,飞船将在轨道上相遇并停靠,其中一艘将向另一艘转移推进剂。演示结束后,两艘星际飞船将相互脱离对接并脱离轨道。
乔纳茨基在采访中表示:“一旦完成,你就真正打开了将大量有效载荷和货物运出地球圈的机会。”飞行中的推进剂转移测试定于今年夏天结束。
美国宇航局在签署合同时表示,通过机上加油,美国宇航局的目标是开发“实现长期低温流体管理的技术,这对于在月球上建立可持续存在以及实现载人火星任务至关重要”。
作为 NASA 阿尔忒弥斯 3 号任务的一部分,SpaceX 正在开发一种星际飞船,以便在 2026 年 9 月将人类送上月球。为了准备月球任务,SpaceX 预计将快速连续发射 8 到 16 艘推进剂加油星际飞船进入近地轨道。每艘加油机将携带约 100 到 150 吨液氧和液态甲烷,并将与一个更大的燃料库对接。然后,轨道仓库将与载人登陆系统星际飞船连接,为其重达 1,200 吨的巨型燃料箱加油。加油后,星际飞船着陆器将继续前往月球的旅程。
SpaceX 为 NASA 的月球任务而开发的星际飞船因进展太慢而受到审查,但该公司最近在运载火箭方面取得了一些进展。 10 月,火箭的超重型 232 英尺高(71 米)助推器缓缓降落到一个特殊的发射塔上,发射塔将这辆巨大的运载火箭抱在怀里,完成了第五次试飞。 与此同时,星际飞船的上面级在印度洋受控溅落,完成了飞行。 对于 Artemis 来说,星际飞船上面级的载人着陆系统需要能够在月球表面进行精确着陆。
SpaceX 仍有一些工作要做,才能将星际飞船发射到轨道并停留在那里,更不用说将两艘飞船送入太空进行棘手的加油操作了。随着 NASA 努力实现其 Artemis 梦想,该公司面临着履行与 NASA 合同部分的压力,很难说星际飞船是否能在明年年初之前准备好交付。
中国第四批预备航天员将执行载人登月任务
本文转自【新华社微博】;
中国第四批预备航天员已于今年8月入队参加训练,不仅要执行空间站任务,未来也将执行载人登月任务。针对执行空间站任务和未来执行载人登月任务的新特点,在训练内容设置上,既注重失重状态下生活工作与健康维护等基本技能,以及掌握出舱活动、设备维护维修、空间科学实/试验等技能,更面向未来载人登月任务,进一步培塑航天员从操控飞行器到驾驶月球车、从天体辨识到地质科考、从太空失重漂浮到月面负重行走的能力。(记者:王雪冰 徐步云 孟融)