一艘新升級的SpaceX船舶剛剛進行了戲劇性的彩排--如何營救在返回地球之後受傷的宇航員。等到SpaceX明年開始向國際空間站(ISS)輸送宇航員的時候，它的遠洋船舶Go Searcher將負責回收SpaceX在大西洋墜落的龍飛船。

目前，這艘船配備了醫療裝置和直升機停機坪以此來應對最糟糕的情況進而以防返回的宇航員需要迅速轉移到醫院。

Go Searcher是SpaceX多年來為其太空飛行而開發的一支遠洋船隊的一部分。其中最有名的就是SpaceX公司的自主無人駕駛傳播--獵鷹9號火箭在海面上的著陸平臺。當這些無人駕駛船舶被拖回岸邊的時候，Go Searcher過去常常陪伴著它。然而在夏天結束的時候，SpaceX公司給了Go Searcher一系列升級--包括增加了一個直升機停機坪和一個雷達圓頂--以確保這艘船能夠迅速回收運載宇航員返回地球的龍飛船。

作為NASA商業載人航天計劃(Commercial Crew Program)的一部分，SpaceX公司一直致力於開發龍飛船。除了將宇航員送到ISS，這家公司還負責將他們安全帶來地球。SpaceX計劃讓龍飛船的機組人員在佛羅里達州海岸外的大西洋墜落。根據NASA的說法，在一個理想的任務中，Go Searcher將用船尾的起重機將載有宇航員的艙室拉到甲板上，在那裡，來自SpaceX和NASA的醫生將對宇航員的身體進行評估。

但如果在著陸過程中出現問題，宇航員將直接透過直升機被直接帶到醫院。同時，直升機上將配備急救人員。透過這種方式，宇航員就能隨時隨地得到醫療幫助。

不過距離它實現則還要等上一些時間。據悉，SpaceX的龍飛船首飛定在明年1月，這次的任務將是一次非載人任務。如果一切都表現正常，那麼6月份將展開載人飛行測試。

2014年，Space X和其對手波音公司與NASA簽署了共68億美元的合同（SpaceX獲26億美元，波音公司獲42億美元），致力於開發新的載人飛船運送宇航員往返國際空間站。我就從載人飛船的設計方面談談SpaceX做了哪些努力吧。

從外觀上面看，SpaceX的載人飛船取消了逃逸塔，這是第一眼就能看到的最大改進。航天曆史上，美國的水星號飛船，阿波羅飛船，中國的神舟飛船，俄羅斯的聯盟號飛船，還有美國現在正在搞的獵戶座飛船，印度搞的載人飛船，都是用的固體火箭的逃逸塔。

阿波羅飛船的逃逸塔測試

獵戶座飛船的逃逸塔

固體火箭的逃逸塔的好處是保持尺寸小的前提下推力大，瞬間點燃非常可靠，結構簡單不容易出故障，不用的時候也可以安全儲存。這種逃逸方式叫拖式逃逸，可以看到火箭裝在最前面，點燃後拖著飛船飛走。但是拖式逃逸也有一個隱患，因為逃逸之後飛船要安全著陸必須開啟降落傘，這時候必須把逃逸塔脫離，要不然逃逸塔跟降落傘纏在一起就後果極為嚴重。逃逸塔的分離裝置可靠性關乎逃逸的成敗。

而SpaceX載人龍飛船設計則不一樣，取消了逃逸塔，飛船內部安裝了8臺“超級天龍座”火箭發動機。這些發動機既可以在飛船逃逸時候把飛船迅速帶離危險區域，也可以作為軌道機動發動機，在軌道機動的時候的給飛船提供速度增量。由於火箭噴口在飛船中後部，這是推式逃逸發動機。

超級天龍座發動機，使用3D列印方式製造

超級天龍座發動機的安裝位置

液體火箭發動機用來進行逃逸機動，首先要反應速度快。超級天龍座發動機採用的擠壓迴圈，也就是說，燃料依靠燃料箱內壓力被擠壓到發動機裡面點燃，產生推力，而採用渦輪泵的火箭發動機則需要幾秒鐘讓渦輪泵達到目標轉速，才能產生足夠的壓力把燃料從燃料箱泵入發動機燃燒室。擠壓迴圈發動機只需要開啟閥門，燃料就馬上從燃料箱被壓入發動機，反應速度快。

超級天龍座發動機點火測試

而在逃逸發動機的燃料選擇上，選擇的是和姿態控制發動機同樣自燃推進劑，也就是四氧化二氮和甲基肼，這兩種燃料不需點燃直接接觸就可以燃燒，這種燃料選擇也是為了減少反應時間，增強可靠性。經過多年使用的經驗，自燃推進劑被實踐證明是一種特別穩定的推進劑，可以安全的長期儲存，對於要在空間站停留幾十天的載人飛船來說，這一點也很重要。而且，載人龍飛船的姿態控制發動機也使用這種燃料，這樣飛船燃料儲箱裡面的燃料可以通用，沒有進行緊急逃逸的情況下，飛船可以使用多餘的燃料進行軌道機動，也可以在停靠國際空間站時候透過點燃發動機為國際空間站提供速度增量，提升軌道。目前這隻能由俄羅斯的進步號貨運飛船和天鵝座貨運飛船能做到這一點。

不過話說回來，SpaceX把逃逸發動機整合到飛船裡面的最大目的是還是為了飛船複用，每次返回地球以後可以把發動機完整帶回來。載人龍飛船一開始設計的使用逃逸發動機在陸地著陸，靠自己發動機的推力直接著陸在著陸場，如同他們一級火箭回收那種方式，垂直著陸。

載人龍一開始的展示方案，可以看到下面有腿，可以在陸地上著陸。

當年的“紅龍”計劃就是準備改裝一個載人龍飛往火星，在火星表面著陸。不過NASA對於如此激進的方案實在接受不了，槍斃了載人龍陸地著陸的方案。而載人龍只能採用降落傘減速後在海面降落回收的方式，泡海水以後的載人龍飛船隻能當貨運飛船使用，載人龍飛船十次複用的目標成為泡影。“紅龍”計劃無疾而終。泡海水後的發動機確實可靠性堪憂，2019年SpaceX回收的DM-1載人龍飛船本身還想用在飛行間逃逸測試中，結果在靜態點火測試中飛船爆炸。

DM-1載人龍飛船爆炸後的紅煙，典型的自燃推進劑特徵。

還有一些其他細節：

載人龍飛船下面的trunk，也就是非加壓艙部分，帶有小翼，這就是為了在飛船逃逸的時候能夠穩定姿態，防止翻滾，保證飛船可靠的逃離要爆炸的火箭。

載人龍飛船對接國際空間站，可以清晰的看到trunk上的小翼

載人龍飛船用四個降落傘來減速，在早期的測試中出現過問題，一個降落傘沒展開，而其他三個則展開不夠，導致測試用的飛船摔在地面上。SpaceX對降落傘的材料、展開方式進行了改進。

空中投放測試中的載人龍降落傘

可以看出來，四個降落傘釋放以後，降落傘之間空氣的流場十分複雜，需要十分精細的控制彼此的距離和傘的空氣動力外形，才能保證順利展開。為了滿足NASA的安全要求，SpaceX降落傘改型到3型，並做了大量的空中投放試驗。