2024全球载人航天总结!

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划重点

012024年全球载人航天任务密集发射和返回,实现了亮眼的突破,也遭遇惊险的飞船故障,创造了新的纪录。

02世界载人航天共实施19次发射任务,其中载人发射任务9次,货运发射任务10次,共运送约35吨货物至近地轨道载人空间站。

03中国实施2次“天舟”货运飞船发射任务,成为本年度载重最大的2次货运发射任务,也是上行最快的2次货运任务。

04航天员科诺年科累计飞行时间突破3年,成为世界上首位累计飞行时间突破3年的航天员。

05与此同时,商业航天的发展展现了人类太空探索的重要性和技术的突破,为载人航天活动提供了新的发展方向。

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北京时间2024年12月18日02:39(下同北京时间),CRS-31“龙”货运飞船通过降落伞辅助溅落在美国本土东南部佛罗里达州近海,至此,本年度美国载人航天上下行工作全部完成。与此同时,世界载人航天任务飞船的上下行工作也正式收官。2024年,世界载人航天经历了密集的发射和返回,实现了亮眼的突破,遭遇了惊险的飞船故障,创造了新的纪录。

追平本世纪年度载人发射纪录

2024年,世界载人航天共实施了19次发射任务,其中载人发射任务达到9次,货运发射任务10次。本年度,世界载人航天共实施了19次返回任务(含再入销毁),其中载人返回任务9次,货运返回任务10次(含2023年撤离空间站2024年再入销毁的“天鹅座-19”货运飞船返回任务)。

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28人飞入近地空间。2024年,世界载人航天通过9次载人飞船发射,将28人安全送入近地轨道,其中24人进入了载人空间站,国际空间站18人,中国空间站6人,其余4人搭乘载人飞船独立飞行。本年度,世界载人航天实施了9次载人飞船回收,将28人顺利送回地面,其中18人从国际空间站返回,6人从中国空间站返回,其余4人在独立飞行任务中返回。

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上行货运总量达到35吨。2024年,世界载人航天共实施了10次货运发射任务,8艘飞船前往国际空间站,2艘飞船前往中国空间站。俄罗斯发射了4艘“进步MS”货运飞船,为国际空间站上行了10.13吨货物;美国发射了2艘“龙”和2艘“天鹅座”货运飞船,向国际空间站运送了超过13.067吨货物;中国发射了2艘“天舟”货运飞船,为中国空间站上行了约11.6吨货物。本年度,10次货运发射共向近地轨道载人空间站运送了约35吨货物。

21世纪以来,世界载人任务年度发射纪录是2009年创造的9次,美国航天飞机5次,俄罗斯“联盟”载人飞船4次。15年后的2024年世界载人航天追平了这一纪录,此时,近地轨道载人空间站已由1座变成2座,空间站任务载人飞船(航天飞机)已由3型增加为4型。当前,随着商业航天的快速发展,近地载人飞行活动正在呈现蓬勃发展之势,载人发射次数将实现大幅增长,更多的非职业航天员将圆梦太空。

开创性载人飞行

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2024年9月10日17:23,“北极星黎明”(Polaris Dawn)任务“龙”载人飞船由“猎鹰九号”运载火箭发射升空,飞船被送入近地点190千米、远地点1200千米的椭圆近地轨道(LEO)。本次任务是本年度全球唯一的独立飞行载人飞行任务,开创了多个世界首次。

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“北极星黎明”是系列商业载人飞行任务“北极星计划”(Polaris Program)的首发任务,使用了第3次飞行的“坚韧号”(Resilience)龙载人飞船,任务持续4天22小时14分钟。任务乘组由来自美国的4名非职业航天员组成,包括指挥官贾里德·艾萨克曼(Jared Isaacman)、驾驶员斯科特·波蒂特(Scott Poteet)、任务专家莎拉·吉利斯(Sarah Gillis)、任务专家和医疗官安娜·梅农(Anna Menon)。

在初始轨道绕行8圈后,“龙”飞船抬升了远地点高度至1408.1千米,这是世界绕地轨道载人任务的最大高度,也是自1972年“阿波罗17号”登月任务以来载人任务到达的最大高度。在绕行6圈后,飞船将远地点降至约720千米。

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本次任务的亮点是9月12日进行的世界第一次商业太空行走。当乘员舱减压时,所有4名航天员都穿上了太空探索公司设计的舱外航天服。艾萨克曼和吉利斯在“站立式”(“standup”)太空行走中短暂的离开了“龙”飞船头部舱门,测试了航天服的性能。

此外,本次任务还通过太空探索公司的“星链”(Starlink)宽带星座的激光卫星间链路与地面进行了通信测试,这是世界载人飞行任务首次使用“星链”激光星间通信。相较于微波通信,激光通信具有速率高、时延低、抗干扰能力强、保密性好、载荷重量轻的优点,已经成为太空通信的发展趋势。

本次任务开展了世界首次商业太空行走,开创了商业载人飞行任务的新项目,是世界商业航天的一大步。同时,通过开展世界载人任务首次“星链”激光通信,将引领载人任务获得更强大、更安全、更稳定的通信支持。

载人飞行遭遇惊险故障

2024年6月5日22:52,指挥官巴里·E·威尔莫尔(Barry E. Wilmore)和驾驶员苏妮塔·林·威廉姆斯(Sunita Lyn Williams)搭乘CFT“星际客机”载人飞船发射升空,开启“星际客机”飞船首次载人飞行。

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在“星际客机”飞船上行过程中,飞船氦气系统出现几处小规模泄漏,同时姿控系统的几台推进器出现故障失效。此后,美国航空航天局和波音公司的工程师团队进行了大量的工作,包括审查数据集、进行在轨和地面测试以及与美国航天局推进专家进行独立审查,希望从根本上了解问题机理,但长期未能达成目标,造成飞行乘组持续滞留太空。为了避免去冒没必要的风险,美国航天局领导层决定将2名航天员转移到SpaceX Crew-9任务返回,CFT“星际客机”飞船则实施无人返回。

9月7日12:01,无人状态的CFT“星际客机”载人飞船安全着陆在美国新墨西哥州白沙太空港(White Sands Space Harbor)。本次任务从CFT“星际客机”发射升空到返回舱着陆,飞行时长93天13小时9分钟,比原计划的近10天延长了近3个月。虽然CFT“星际客机”飞船最终成功返回,但是作为载人任务载人上行无人返回无疑是失败的,所以总体而言任务只能称得上部分成功。

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“星际客机”是与“龙”载人飞船同期研制的美国新一代载人飞船,用于执行国际空间站乘组轮换任务,是美国航天局国际空间站长期载人飞行任务“双保险”中除“龙”载人飞船之外的另一重保险。在“星际客机”项目推进过程中,飞船研制进度一再拖延,两次无人试飞也出现了不少故障,将波音公司工程管理和质量管理问题暴露无遗,载人首飞故障频现再次印证了上述问题。不过,尽管问题频出,美国航天局仍然希望保留“星际客机”项目,并在2025年为其预留了乘组轮换任务发射机会,但这一切还得寄希望于“星际客机”故障机理被找到、问题得到彻底解决。

“重载闪送”成为常态

2024年,中国实施了2次“天舟”货运飞船发射任务,是本年度载重最大的2次货运发射任务,也是本年度上行最快的2次货运任务。

图片“天舟七号”货运飞船

1月17日22:27,在中国文昌航天发射场201发射工位,搭载约5.6吨货物的“天舟七号”货运飞船由“长征七号”遥八运载火箭发射升空,飞船采用快速交会对接模式3小时方案上行,于18日01:46对接于中国空间站“天和”核心舱后向端口,整个上行过程历时3小时19分钟。11月15日23:13,搭载约6吨货物的“天舟八号”货运飞船由“长征七号”遥九运载火箭发射升空,飞船于16日02:32对接于“天和”舱后向端口,上行过程耗时3小时19分钟。

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“天舟七号”和“天舟八号”任务是本年度世界仅有的2次单次载重超过5吨的货运发射任务,2次任务上行货物近12吨。与此同时,这2次任务均采用快速交会对接模式3小时方案上行,是本年度上行速度最快的2次货运任务。至“天舟八号”任务,快速交会对接模式3小时方案已经被选作“天舟”货运飞船上行的标准方案,“超快速”上行将成“天舟”常态。

货运专列“打一备一”

2024年9月上旬,位于海南岛东北部沿海的中国文昌航天发射场经历了超强台风“摩羯”过境,发射场部分设施设备受到不同程度的影响,原定于9月实施的“天舟八号”发射任务被推迟至11月15日,导致中国空间站经历了长达近10个月的货运补给间隔。在此期间,虽然中国空间站在轨物资依然充足,但还是消耗了一些安全库存,如何应对货运补给延迟的影响被摆在了更突出的位置。

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为了适应载人航天工程货运补给任务应急发射专项要求,从“天舟八号”任务起,执行“天舟”货运飞船发射任务的“长征七号”运载火箭都将实现发射一枚、储备一枚。一旦需要,“长七”火箭可在3个月内再完成一次发射任务,确保空间站正常运行。

世界航天员单次出舱时长纪录被打破

2024年12月17日21:57,“神舟十九号”乘组出舱航天员蔡旭哲、宋令东完成了乘组首次出舱活动。本次出舱活动中,出舱2人组完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检及处置等任务。

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本次出舱活动是航天员蔡旭哲的第3次出舱,出舱持续时间长达9小时,刷新中国航天员乃至世界航天员单次出舱活动时长纪录。在此之前,中国航天员单次出舱活动时长纪录是由叶光富于2024年5月创造的8.5小时,世界航天员单次出舱活动时长纪录则是由詹姆斯·沃斯(James Voss)和苏珊·赫尔姆斯(Susan Helms)于2001年3月创造的8小时56分钟。

世界航天员累计飞行时长纪录再创新高

2024年9月23日19:59,“联盟MS-25”载人飞船着陆在位于哈萨克斯坦中部城市杰兹卡兹甘东南部的哈萨克斯坦大草原上,将俄罗斯航天员奥列格·科诺年科(Oleg Kononenko)和尼古拉·丘布(Nikolay Chub)以及美国航天员特蕾西·C·戴森(Tracy C. Dyson)送回地面,科诺年科创造世界航天员累计飞行时长新纪录。

图片后排左三:奥列格·科诺年科(Oleg Kononenko)

2023年9月15日23:44,奥列格·科诺年科与尼古拉·丘布以及美国航天员劳拉·奥哈拉组队搭乘“联盟MS-24”载人飞船发射升空,至“联盟MS-25”飞船着陆,本次任务科诺年科与丘布飞行时间达到373天20小时15分钟。本次任务是科诺年科的第5次飞行任务,至此其累计飞行时间已经达到约1111天,成为世界首位累计飞行时间突破3年的航天员。在此之前,世界累计飞行时间最长的航天员是俄罗斯的根纳季·帕达尔卡,其累计飞行时间达到878天11小时29分48秒。

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2024年,中国、俄罗斯和美国各自继续常态化的实施2次乘组轮换发射任务,保持2座近地轨道载人空间站持续有人值守。与此同时,“北极星黎明”任务的开展体现了商业航天敢于开创的一面。针对CFT“星际客机”故障,美国调用Crew-9“龙”载人飞船实施太空救援,充分证明了为载人飞行任务准备太空救援的必要性。“天舟”飞船连续实施“重载闪送”则展现了大运力、高时效带来的便利性。航天员科诺年科累计飞行时间突破3年,则体现了俄罗斯在载人航天方面的深厚积累。

随着人类对太空探索重要性认知的提升和技术的突破,人类太空活动正在呈现加速发展之势,代表航天综合实力的载人航天活动则集中体现了这一点。世界载人航天发展滚滚向前,实现继承与突破的2024即将翻页,接踵而至的将是力求突破的2025。

作者:木兰星舟