龍號太空船
2010太空探索技術公司(SpaceX)的可重複使用太空艙系列,最早用來給太空站運貨,如今也運送太空人。
龍飛船(Dragon)是SpaceX的可重複使用太空艙,既是第一艘把人送入軌道的商業太空船,也是美國唯一能從軌道運回大量貨物的太空飛行器。龍飛船家族有兩代:第一代龍飛船1號只運貨,2010年首飛,2012年至2020年間為國際太空站運送補給;第二代龍飛船2號分為兩個版本,即送太空人的載人龍飛船和運貨的貨運龍飛船。兩代太空船都由獵鷹9號火箭送入軌道。
龍飛船是什麼?
龍飛船屬於太空艙,也就是靠降落傘落回地面的錐形太空飛行器,用來把人員和物資送上低地球軌道,再接回地面。乘員和精密貨物所在的加壓艙可以重複使用;下方的非加壓段叫「尾艙」(trunk),用來裝大型設備,在太空艙重返大氣層之前拋掉。2020年5月30日,載人龍飛船成為第一艘把人送入軌道的民營太空船,美國長達9年無法自行發射太空人的局面就此結束。載人龍飛船按最多7個座位設計,但迄今每次飛行都只裝了4個座位。
為什麼要造龍飛船
龍飛船最早只是一份方案。2006年3月,SpaceX向NASA的商業軌道運輸服務(COTS)計畫遞交了提案。NASA設立這個計畫,就是押注民營公司給太空站送補給,能比政府自己造太空船更省錢。2006年8月18日,NASA選中SpaceX,撥出約2.78億美元研發資金,用於龍飛船、獵鷹9號和相關試飛。當時太空梭即將退役,NASA需要另找辦法給國際太空站送補給。埃隆·馬斯克給太空船取名「龍」,典出歌曲《神龍帕夫》(Puff, the Magic Dragon),藉此調侃那些說他的太空計畫不可能實現的批評者。
工作原理
貨運龍飛船和載人龍飛船飛同一條航線,區別是貨運版沒有座椅和乘員顯示螢幕,也沒有用於緊急逃逸的SuperDraco引擎。貨運龍飛船能自主對接太空站;龍飛船1號則採用「停泊」方式:太空人先用太空站的機械臂把它抓住,再把它安裝到停泊口上。載人龍飛船經認證最長可在太空站停靠210天;貨運和載人兩種龍飛船,SpaceX都會重複使用。飛得最多的載人龍飛船是「奮進號」(Endeavour),2025年8月它執行NASA第11次乘組輪換任務Crew-11,開始了自己的第6次飛行;SpaceX正與NASA合作,爭取讓每艘太空船獲得最多15次飛行的認證。
龍飛船的經濟帳
龍飛船的經濟帳靠兩點撐起:一是重複使用,二是能把貨物運回來。上行運力(龍飛船送入軌道的貨物重量)兩代都是6000公斤;真正獨一無二的是返程能力,最多能把3000公斤加壓貨物運回地面,太空站上的實驗樣品因此可以帶回地球研究。
每多飛一次,造一艘太空船的成本就攤到更多次任務上。NASA按固定價格合約,為每次貨運和每次乘組輪換付費;組織私人航太任務的公理太空(Axiom Space)等民營客戶則包下整次任務。因此,單次飛行成本每降低一點,SpaceX從每筆付款中留下的利潤就多一點。
龍飛船現狀
龍飛船從當年的新面孔變成了如今的主力運輸工具。2010年,COTS計畫的示範飛行1號任務讓它成為第一艘從軌道回收的民營太空船;2012年,它又成為第一艘抵達國際太空站的商業太空船。2020年的Demo-2任務首次載人,此後每年都有載人飛行。
2026年2月13日發射的Crew-12是載人龍飛船第20次載人飛行,2026年10月1日發射的Crew-13是第21次。這些年裡,龍飛船還把私人乘組送進了軌道:2021年全部由平民組成的「靈感4號」(Inspiration4)任務、公理太空的多次私人任務,以及2024年的「北極星黎明」任務,後者的乘組完成了首次商業太空漫步。
未來走向
國際太空站退役時,龍飛船也有一份差事。SpaceX拿下了NASA的合約,負責建造美國離軌飛行器(U.S. Deorbit Vehicle):太空站在2030年結束服役後,由這艘飛行器推動太空站受控再入大氣層。在那之前,貨運龍飛船繼續為NASA執行補給任務,載人龍飛船繼續執行乘組輪換。
總結
從2006年交給NASA的一份提案起步,龍飛船成了美國太空人進入軌道的主要交通工具。它是唯一能從太空站運回大量貨物的太空飛行器,還把第一支全平民乘組送入了軌道。
圖集
圖片:NASA
時間軸
- 2006年3月:SpaceX向NASA遞交COTS提案,其中包括龍飛船的設計構想。
- 2006年8月18日:NASA為COTS計畫選中SpaceX,撥款約2.78億美元,用於龍飛船、獵鷹9號和示範飛行。
- 2010年12月8日:COTS示範飛行1號任務讓龍飛船成為第一艘完成發射、入軌和回收的商業太空船。
- 2012年5月25日:龍飛船成為第一艘抵達國際太空站並完成停泊的商業太空船。
- 2012年10月:龍飛船開始執行NASA商業補給服務(CRS)合約,定期為太空站運送貨物。
- 2019年3月2日:載人龍飛船Demo-1無人試飛任務升空,並自主對接國際太空站。
- 2020年3月7日:CRS-20任務升空,這是龍飛船1號的最後一次飛行,此後龍飛船1號全部退役。
- 2020年5月30日:載人龍飛船Demo-2任務把NASA太空人送往國際太空站,這是2011年以來美國首次從本土發射載人太空船。
- 2020年11月16日:Crew-1任務發射,搭載4名太空人,是龍飛船首次執行正式營運的載人任務。
- 2021年9月:「靈感4號」乘組搭乘一艘不對接太空站、獨立飛行的龍飛船,完成首次全平民軌道飛行。
- 2024年6月:NASA選定SpaceX建造美國離軌飛行器,2030年後由它推動國際太空站離軌。
- 2024年9月:「北極星黎明」任務完成首次商業太空漫步。
- 2026年2月13日:Crew-12任務發射,這是載人龍飛船第20次載人軌道飛行。
- 2026年10月1日:Crew-13任務發射,這是載人龍飛船第21次載人飛行。
- 2026年10月8日:Crew-12任務在加州近海濺落。
