Q:SpaceX工程師加勒特·雷斯曼談打造世界上最安全的太空船 Q:SpaceX工程師加勒特·雷斯曼談打造世界上最安全的太空船

Q:SpaceX工程師加勒特·雷斯曼談打造世界上最安全的太空船

Q:SpaceX工程師加勒特·雷斯曼談打造世界上最安全的太空船

隨著獵鷹9號火箭的關鍵試飛和無人龍飛船計劃於本月晚些時候進行,商業航天公司SpaceX的無人航天發射計劃——與國際太空站進行機器人對接——正接近高潮。 SpaceX的下一步計畫是:執行同樣的任務,但這次是將人類而非貨物送入軌道。

為此,SpaceX上周宣布將組成一個由前太空人和NASA研究人員組成的獨立安全諮詢小組,對獵鷹9號火箭和載人龍飛船「龍騎士」(DragonRider)進行客觀評估。該公司表示,目標是打造世界上最安全的載人航太系統——考慮到太空環境的危險性,這絕非易事。

隨著 SpaceX 將重心從無人火箭發射轉移到載人航天的未來,《大眾科學》雜誌採訪了 SpaceX 的 Garrett Reisman 博士,他曾是美國宇航局宇航員和國際太空站成員,現在是 SpaceX 載人航天計劃中“龍騎士”項目的項目經理。訪談內容涉及從零開始建造載人航太運載火箭的過程,以及 SpaceX 計劃如何建造世界上最安全的太空船。

《大眾科學》:為什麼要召集這個獨立的安全諮詢小組? SpaceX當然希望全面提升載人安全,但你們希望從這個小組中了解到哪些SpaceX目前尚不了解的資訊?

雷斯曼:我們正進入一個新階段,越來越專注於載人航太。向太空站運送貨物和載人航太有著天壤之別。安全等級和潛在風險,以及一旦出現問題可能造成的後果——這完全是兩碼事。

「你真正擔心的是那些未知的未知——那些你沒有做好準備的事情。」我們希望確保有萬無一失的機會發現任何可能導致安全問題的潛在隱患。因此,我們正在組成一個由NASA以外的頂尖專家組成的獨立安全諮詢小組。我們相信,透過匯集他們的豐富經驗,我們能夠獲得最優秀的顧問團隊,確保我們朝著正確的方向前進。但值得注意的是,NASA本身也透過商業載人計畫發揮非常類似的作用。他們擁有一個洞察團隊和一個監督團隊,將為我們提供卓越的建議。因此,這個小組將起到補充作用。我們相信,SpaceX的專業團隊,加上NASA的經驗和所有經驗教訓,以及這些獨立的安全專家,將使我們處於非常有利的位置,確保我們的載人飛船達到比以往任何飛船都更高的安全水平。

經過多次近地軌道飛行,許多人很容易將載人航天視為相當常規的事情,儘管我們已經多次被悲劇性地提醒,這實際上是一項非常危險的任務。在整個載人航天計劃中,SpaceX 是否特別關注某些環節——某些特別令人擔憂的方面?

有許多特定的技術領域一直存在問題——例如主推進系統或熱防護系統——我們從過去的慘痛教訓中吸取了經驗。我們一直努力的目標是製造出比現有或以往任何車輛都更安全的車輛。實現這一目標的方法之一是最大限度地減少可能發生故障的部件。安全性很大程度上來自於擁有穩健而簡潔的設計,從而最大限度地減少故障模式的數量。

但很多時候,航空或航太領域的事故或意外都是因為想像力的不足造成的。我們擔心的是那些未知的未知──那些我們沒有預料到的事。透過引進這些人——包括NASA的專家和這個獨立的安全諮詢小組——他們豐富的經驗能夠幫助我們避免這種想像的不足。他們會確保我們不會忽略任何事情,確保他們能想到的事情是我們沒想到的。

建造任何載人太空船系統似乎都必須在舒適性、成本和安全性之間做出某種權衡。那麼,如何確定這些權衡的界線呢?

安全並非總是金錢的體現。有時,金錢過多反而會成為一種詛咒。如果你採取那種將所有你能想到的風險都承擔起來,並試圖將其降至零的做法,你最終只會創造一枚永遠無法起飛的火箭。就像任何船隻一樣,確保百分之百安全的唯一方法就是永遠待在港灣。風險總是存在的,關鍵在於找到所有關鍵風險,那些可能導致真正災難性事件的風險。

成本效益和安全性都面臨著一個共同的敵人,那就是複雜性。如果設計的車輛極為複雜,那麼它不僅價格昂貴,而且不夠堅固耐用,安全性自然也大打折扣。我們所做的,就是設計一輛消除不必要複雜性的車輛。這不僅簡化了製造流程,降低了成本,也減少了故障發生的可能性。

我們的發射中止系統就是一個很好的例子。過去,或者即使看看現在的聯盟號飛船,飛船頂部都有一個塔架,塔架上裝有一個固體火箭發動機。如果點燃發動機,例如火箭即將爆炸時,它就會像彈射座椅一樣把人彈射出去。即使有這樣一個塔架,一切順利,你仍然需要拋棄它,因為降落傘無法打開,塔架擋住了去路。這樣一來,你就又多了一個每次都必須完美運作的裝置——就像每次飛行都必須使用的彈射座椅一樣。

我們所做的,是將發射中止系統整合到飛行器的側壁上。這能帶來諸多好處。現在,如果一切順利,您無需依賴機械故障來確保安全。這種必要性已被消除。同時,這些火箭可以隨身攜帶並帶回,因此無需丟棄。由於它們全程隨身攜帶,您可以在任何時候進行動力中止,直至進入軌道。因此,我們一舉降低了成本並提高了安全性。這正是我們想要的。

美國太空總署上一次真正從零開始建造載人太空系統還是在上世紀70年代。在隨後的四十年裡,我們經歷了前所未有的科技發展時期。那麼,在2012年建造載人太空系統與當年太空梭計畫啟動時相比,有何不同?

我們最大的優勢在於可以從過去吸取經驗,不必重複造輪子。 NASA在阿波羅計畫和太空梭時代做了許多卓有成效的工作,我們都從中受益。他們與我們分享經驗教訓,並監督我們,確保我們不會重蹈覆轍。所以,這確實是一個巨大的優勢。

當然,我們擁有的其他優勢還包括現代電子技術和強大的運算能力。我們有能力製造出更強大的故障偵測系統,以獲得充足的預警時間。一旦出現問題,我們就有時間採取行動。這又回到了我之前所說的:意外往往是因為想像力的匱乏所造成的。當時的人們需要更豐富的想像力,因為先前從未有人這樣做過。如今,我們對想像力的要求降低了。儘管如此,我們仍需保持警惕。總是會有一些我們之前沒有想到的潛在風險潛伏在暗處。