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波音载人飞行测试

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波音载人飞行测试（英语：Boeing Crew Flight Test，又称Boe CFT）是波音星际航线前往国际空间站的第一次载人任务，也是星际航线继波音轨道飞行测试（英语：Boeing Orbital Flight Test）和波音轨道飞行测试2号（OFT-2）2次无人任务后的第三次轨道飞行任务。[1]虽然该任务的发射日期最初定于2021年底[2]，但是各种问题使发射时间推迟至2023年7月以后[3]，随后由于降落伞系统和线束问题，波音一度宣布计划无限期推迟。[4] 2023年10月，NASA宣布这次飞行将于2024年4月中旬后进行[5]，最终于2024年6月5日上午10时52分发射。[6]6月6日与国际空间站对接。[7]美国国家航空航天局的两名宇航员参与此次任务，他们将留在国际空间站上进行长时间的测试飞行。

Boe CFT
波音星际航线Calypso搭载Atlas V 火箭发射升空进行载人飞行测试
名称波音载人飞行测试
任务类型国际空间站载人运输
运营方波音国防太空安全
国际卫星标识符2024-109A
卫星目录序号59968在维基数据编辑
任务时长计划: 8天
飞船: 93天，13小时，9分
乘组: 202天，17小时，43分
航天器属性
航天器类型波音星际航线
制造方波音国防太空安全
人员
人数2
发射
登陆无 (成员搭乘SpaceX载人9号返回)
任务开始
发射日期2024年6月5日10:52
运载火箭擎天神5号运载火箭 N22[a]
发射场卡纳维拉尔角, 41号航天发射台
承包方联合发射联盟[b]
任务结束
著陆日期2024年9月7日，04:01:35
著陆地点白沙导弹靶场
轨道参数
参照系地心轨道
轨域近地轨道
倾角51.66°
与国际空间站对接
对接和谐号节点舱
对接日期2024年6月6日17:34
分离日期2024年9月6日22:04
对接时间92天4小时又30分

威廉斯（左）和威尔莫尔（右）
威尔莫尔和威廉斯

由于飞船对接空间站期间出现众多意外故障，原定8天的逗留时间被进一步延长以检查飞船安全性，最终确定飞船于9月7日无人返回地球，原机组人员计划逗留至2025年2月乘坐SpaceX的龙飞船返回。

飞船

美国国家航空航天局宣布，波音公司在多次检查后，决定为2020年8月的载人飞行测试任务重新组装飞行器，并将安装新的降落伞和气囊。载人飞行测试太空舱的对接系统已被修改，以适应在OFT-2任务中首次亮相的新再入舱盖。[8]

机组人员

2022年6月16日，NASA确认本次载人飞行测试任务是两人飞行测试，由巴里·威尔莫尔（英语：Barry E. Wilmore）和苏妮塔·威廉斯组成； 迈克尔·芬克将作为备份乘组太空船试飞员接受训练，并仍有资格分配到未来的任务。[9]威廉斯是第一位进行轨道航天器类型首次载人飞行的女性（朱迪斯·蕾斯尼克是发现号太空梭首次飞行轨道航天器的第一位女性机组人员）。


主要乘组
岗位（英语：Astronaut ranks and positions） 发射宇航员 返回宇航员
指令长   巴里·威尔莫尔（英语：Barry E. Wilmore）, 美国国家航空航天局
第三次飞行 		无
飞行员   苏妮塔·威廉斯, 美国国家航空航天局
第三次飞行 		无
备份乘组
岗位（英语：Astronaut ranks and positions） 宇航员
指令长   迈克尔·芬克, 美国国家航空航天局

[10][11] [12][13] [14]

任务

擎天神5号运载火箭N22[a]变体的第三次发射发射了由两名机组人员组成的 Starliner。该飞行器与国际太空站对接，并将返回地球并在美国西南部地面著陆。

这将是擎天神5号运载火箭首次执行载人发射任务。[15][16]

两名太空人试飞员的短期任务足以满足 NASA 和波音公司载人飞行测试的所有测试目标，其中包括展示星际客机安全往返太空站的载人飞行任务的能力。然而，为了防止太空站上发生不可预见的事件，NASA 增加了灵活性，可将载人飞行测试对接的持续时间延长最多六个月。

星际客机将在美国西部进行地面著陆，这是从美国发射的载人太空舱任务中的首次，以往所有这些任务都在海洋中溅落。

发射

波音载人飞行测试于美国东部时间6月5日上午10点52分成功搭乘擎天神5号运载火箭进行第三次发射尝试。这项任务是从位于佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地的 ULA SLC-41发射场发射的，是擎天神5号运载火箭的第100次飞行。火箭采用 N22 配置飞行，没有有效载荷整流罩，有两个 GEM63固体火箭助推器，半人马座上面级有两个RL10A-4-2 发动机。固体火箭助推器在升空后2分20秒与火箭分离。核心级持续点火直到发射后4分28秒，不久后就分离了。半人马座上面级随后开始点火，直到发射后11分52秒。升空后约15分钟，Starliner 飞船与上面级分离。为了最大限度地提高安全性，它被火箭置于亚轨道轨道，并在发射后约31分钟使用自己的推进器进入轨道。[17][18]

巡航与停靠

 
星际客机（Starliner）在载人飞行测试（CFT）期间接近国际太空站.

入轨一小时后，机组人员将天线对准TDRS（Tracking and data relay satellite）系统通讯卫星，将太阳能电池板指向太阳，手动操作星追踪器（Star tracker），手动加速和减速太空船进行在轨机动，并对太空船进行多次手动操作。 Starliner 太空船被设计为自主运行，虽然在正常任务期间不需要这种能力，但这些测试表明机组人员可以在紧急情况下执行各种功能。[19]。

6月5日晚，就在机组人员就寝之前，地面飞行控制人员在Starliner 推进系统的不同位置检测到了另外两处氦气泄漏，其中一处也曾在之前的一次飞行中检测到，这就是泄漏发生的地方。为了解决泄漏问题，飞行控制人员暂时关闭了与新泄漏相关的两个氦气歧管，这影响了太空船28个姿态控制发动机中的6个。泄漏很小，太空船内还留有足够的氦气，因此管理员批准对接操作继续进行。依照正常程序，氦歧管在交会和对接期间重新打开，并在对接后关闭。对接后发现了第四个泄漏，比其他三个泄漏小。氦气泄漏的原因尚不清楚，但发生四次单独泄漏的事实表明，这可能是推进系统的系统性问题，而任务前美国宇航局和波音公司的管理人员却认为，这与最初的预期形成鲜明对比。[20][21][22][23]。

另一个问题发生在Starliner接近国际太空站的过程中，姿态控制系统中的五个推进器在飞行途中停止运作。任务团队进行了一系列重置和热火测试，以恢复四个推进器，而机组人员则手动将太空船保持在国际太空站200公尺禁区外。在验证推进器正常运作后，Starliner 获准与国际太空站对接。据称，推进器问题是在2022年无人波音轨道飞行测试2号任务期间发生的，当时太空船上同一位置的推进器在接近过程中停止了。任务管理人员认为，推进器故障可能与输入资料超出预定限制有关，而不是软体或硬体问题，但确切原因尚不清楚。[24][21][23]。

世界标准时间6月6日17:34，即升空后近27小时，Starliner 停靠在国际太空站和谐号节点舱的前向对接口。由于太空船姿态控制发动机出现问题，空间对接延后了一个多小时。[21] 太空人巴里·威尔莫尔（英语：Barry E. Wilmore）和苏妮塔·威廉斯于世界标准时间19:34进入太空站，与国际太空站远征队7位远征71机组人员会合。[25]

  • Starliner 太空船与国际太空站对接
  • 机组人员进入国际太空站
  • 机组人员抵达国际太空站后的欢迎致辞

国际太空站停留

 
7位远征71机组人员与两名机组人员在国际太空站上合影留念。

6月7日，波音载人飞行测试太空人在国际太空站度过了他们的第一天，在波音星际航线和太空站之间运送货物和紧急装备。他们得到了太空站人员迈克尔·巴拉特（Michael Barratt）和马修·多米尼克 （Matthew Dominick）的帮助。[26] 波音星际航线带来的物品包括该站尿液处理设施的一个将尿液转化为饮用水的新泵。该站的旧泵于5月29日发生故障，于是波音星际航线货物清单在最后一刻被更改增加了这个泵。到第二天，新泵已经安装完毕并正常运作。[27]

6月8日，太空人测试了 Starliner 飞船在国际太空站发生紧急情况时充当“安全港”的能力，其中包括为太空人提供长时间庇护或在需要时快速离开太空站。这是任何访问国际太空站的载人飞行器的要求。马修·多米尼克和特雷西·戴森 （Tracy C. Dyson） 也与 载人飞行测试宇航员一起测试了 Starliner 上四名机组人员的生活条件。[27] 6月9日，载人飞行测试机组人员继续对 Starliner 进行检查，作为其飞行测试目标的一部分。[28]

无人返回地球

 
波音星际客机Calypso在离开国际太空站时启动推进器。

美国国家航空暨太空总署（NASA）的原计划是让“星际客机”于6月14日从国际太空站脱离对接并返回地球。[29] 为了让工程师了解造成氦气泄漏和推进器问题的原因，这个日期被推迟了好几次。[30][31][32] 6月21日，NASA 宣布返回日期不会早于7月初，以便对星际客机进行更多测试，并避免与6月24日和7月2日的两次太空行走计划相冲突。 8月24日，NASA宣布，出于安全考虑，两名航天员将改乘坐SpaceX的龙飞船通过Crew-9任务于2025年2月返回地球，而波音星际航线飞船则于9月7日无人返回地球。[33][34][35]

 
工作人员在波音星际客机Calypso降落后进行检查。

9月6日，星际客机脱离空间站进行无人返回，6小时后再入大气层。它部署了三个降落伞，使太空舱减速到4英里每小时（350英尺每分钟；1.8米每秒）。在抵达地面之前，六个安全气囊展开以缓冲著陆。[36]它于9月7日04:01:35 UTC（登陆地点当地时间9月6日，下午10:01:35 MDT）成功降落到新墨西哥州的白沙导弹靶场。[37] 所有潜在的著陆点都在美国西部，允许抛弃服务舱以在太平洋上空进行破坏性的再入。[38]

在再入大气层期间，“星际客机”遇到两个与先前问题无关的技术问题：导航系统出现短暂故障，以及在重返大气层期间用于调整太空舱方向的12个推进器中，有一个持续无法点火。[39]发生故障的推进器是内建在乘员舱内的单组元推进器，完全独立于在轨道上发生故障的服务舱内的双推进器系统。[40]

影响

在8月初，NASA确认了由于“星际客机”的返航推迟，将导致Crew-9任务从原定的8月18日发射推迟到9月下旬发射。[41]由于确认波音星际航线飞船的两人改乘坐该任务的飞船返回地球，原任务的成员由4人减至2人，为滞留的两人腾出座位。[35][42]

参见

  维基共享资源上的相关多媒体资源：波音载人飞行测试

注解

  1. ^ 1.0 1.1 N22 designates that the Atlas V has no payload fairing, two solid rocket boosters, and two Centaur second-stage engines.
  2. ^ Boeing owns a 50% stake in ULA. Lockheed Martin owns the other 50%.

参考资料

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