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SpaceX / 北极星计划全部科普
2024年9月10日黎明前,执行北极星黎明任务的猎鹰9号火箭划过佛罗里达上空图片来源:美国太空军/Joshua Conti
SpaceX阅读约4分钟2026年10月

北极星计划

已结束 · 2024年

北极星计划是由私人出资的SpaceX载人项目,其唯一一次飞行“北极星黎明”把机组送到了阿波罗计划以来载人飞行的最高处。

北极星计划(Polaris Program)是企业家贾里德·艾萨克曼与SpaceX合作推进的一系列载人航天任务,全部由私人出资。计划于2022年2月14日宣布,原定至少飞3次,目标是尽快推动载人航天向前发展。它的任务“北极星黎明”于2024年9月10日发射,把机组送到了1972年阿波罗17号以来载人飞行的最高处,并完成了首次商业太空行走。

北极星计划是什么?

北极星计划是一系列由私人出资、使用SpaceX飞船和火箭的载人航天任务,直接延续了艾萨克曼2021年的“灵感4号”(Inspiration4)任务,也就是人类首次全平民轨道飞行。按规划,任务从北极星黎明开始,到北极星3号(Polaris III)收官;北极星3号原本要承担星舰(Starship,SpaceX研制的完全可重复使用深空火箭)的首次载人飞行。北极星黎明于2024年9月成功飞行。

为什么要做北极星计划

北极星计划对外公布的目标,是用一连串私人任务推动载人航天向前发展,每次任务都为将来更远的飞行测试硬件和流程,包括宇航员出舱作业穿的新型舱外活动(EVA)航天服、太空激光通信和高空辐射研究。再往远看,计划瞄准的是深空探索和让人类成为多行星物种的长远目标,这也是整个SpaceX的发展方向。

出资人是艾萨克曼。他创办了支付公司Shift4 Payments,这家公司2021年还向SpaceX投资了2750万美元。

任务过程

北极星黎明的轨道近地点(离地面最近的点)约190公里,远地点(离地面最远的点)达1408公里。

同一次任务,高度跨度极大

机组乘坐载人龙飞船“坚韧号”(Resilience),由猎鹰9号火箭发射。艾萨克曼任指令长,斯科特·波蒂特任飞行员,SpaceX工程师萨拉·吉利斯和安娜·梅农任任务专家。“坚韧号”先爬升到远地点,在范艾伦辐射带里收集辐射数据,随后降到约700公里高度,准备太空行走。龙飞船没有气闸舱,整个座舱只能向太空真空敞开,4名机组成员同时暴露在真空中,其中两人把半个身子探出舱口,完成了“站立式”太空行走。机组穿的航天服是SpaceX工程师花约两年研制的,头盔内置平视显示器,还装了摄像头,关节更灵活,温控也做了改进。

北极星计划的经济账

北极星计划试验了一种模式:由一位私人买家承诺购买多次飞行,并分担舱外航天服这类新硬件的费用。

北极星计划:计划任务与已完成任务

由一位出资人支持的项目,会跟着出资人的计划走。艾萨克曼转任NASA后,北极星计划在3次计划任务中完成1次后收官。

北极星计划现状

北极星黎明任务的最高飞行高度为1408公里,是1972年阿波罗17号以来载人飞行到过的最高处,还打破了双子座11号1966年创下的地球轨道载人飞行高度纪录。2026年4月,阿尔忒弥斯2号机组执行绕月飞行,飞得比北极星黎明更远。

北极星黎明:阿波罗计划以来飞得最高的载人任务

飞这么高是特意安排的:机组借此进入内范艾伦辐射带,测量大多数任务都会避开的辐射。机组还完成了近40项实验,其中包括研究航天相关神经眼综合征(宇航员身上出现的一种视力问题)。这次任务也首次在载人飞行中测试了星链(Starlink)激光通信,机组借此发出了第一条从太空经星链发送的社交平台X(原推特)帖子。吉利斯紧随艾萨克曼出舱,梅农在舱内为太空行走提供支持。任务还把一把小提琴带上了轨道,用于圣裘德儿童研究医院的“坚韧和声”(Harmony of Resilience)项目。飞行约4天22小时后,飞船在佛罗里达近海溅落。

未来走向

北极星计划在北极星黎明之后收官。2025年12月17日,美国参议院以67票对30票确认贾里德·艾萨克曼出任NASA第15任局长。提名审议期间,他承诺取消与SpaceX签下的剩余北极星飞行合同,以免与NASA最大的承包商之一产生利益冲突,因此北极星2号(Polaris II)和北极星3号预计都不会成行。北极星3号原本要承担的星舰首次载人飞行,如今仍是SpaceX的目标,只是不再有北极星机组参与。

总结

北极星黎明在太空真空环境中实测了SpaceX的新航天服,从内范艾伦辐射带收集了辐射数据,飞行近5天后返回地球。这个计划的出资人如今执掌NASA,而SpaceX的载人飞行大多由NASA采购。

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时间线

  • 2021年9月:贾里德·艾萨克曼担任指令长的“灵感4号”完成首次全平民轨道飞行,为北极星计划打下基础。
  • 2022年2月14日:贾里德·艾萨克曼与SpaceX宣布北极星计划,承诺出资并亲自带队执行至少3次私人任务。
  • 2024年9月10日:美国东部时间凌晨5时23分,北极星黎明机组乘坐载人龙飞船“坚韧号”,由猎鹰9号火箭从肯尼迪航天中心39A发射台升空,随后爬升至约1408公里,创下阿波罗计划以来载人飞行的最高高度。
  • 2024年9月11日:机组穿过内范艾伦辐射带的部分区域,研究辐射对人体的影响。
  • 2024年9月12日:贾里德·艾萨克曼和萨拉·吉利斯在约700公里高度完成首次商业太空行走,测试SpaceX的新航天服。机组当天还首次在载人飞行中测试了星链激光通信,吉利斯也为圣裘德儿童研究医院的“坚韧和声”项目演奏了一段小提琴曲。
  • 2024年9月15日:美国东部时间凌晨3时36分,北极星黎明在佛罗里达近海溅落,历时约4天22小时,完成了近40项科学实验。
  • 2025年12月17日:美国参议院确认贾里德·艾萨克曼出任NASA局长。他承诺取消与SpaceX签下的剩余合同,北极星计划在北极星黎明之后收官。
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