首次商业太空行走，SpaceX寄托雄心与梦想

9月10日，4名航天员乘坐载人龙飞船升空，执行代号“北极星黎明”的商业载人航天任务。9月12日，2名航天员穿戴着SpaceX公司研发的舱外航天服，开展了史上首次非官方航天员参与的商业太空行走。

外界认为，这是SpaceX公司探索性载人航天任务的关键一步，首要目的是验证舱外航天服的可靠性并掌握舱外活动技术。未来，SpaceX公司会继续发展独立的载人航天能力，升级相关技术，拓展商业载人航天市场，甚至支持登月登火等载人深空探索任务。

“北极星黎明”任务包括四大主要内容：高轨载人飞行、首次商业太空行走、基于“星链”的激光空间通信、太空健康影响研究。

为此，猎鹰9火箭和载人龙飞船全力以赴，进入远地点高度达1400公里的轨道。这是自1972年“阿波罗计划”结束后载人航天活动的高度纪录。随后，飞船下降到约190公里×700公里的轨道，开展出舱活动。

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SpaceX公司自研的舱外航天服堪称支持这次任务的最核心装备，继承了载人龙飞船配套舱内航天服的科幻简约风格，但不少细节有所修改。比如，关节部分改用舱外航天服常见的硬壳结构，加上生命维持系统管路需遍布全身，躯干部分相对舱内航天服显得更臃肿。而且，此次任务使用的舱外航天服未配备独立的生命维持系统，由飞船提供相关物质，因此出舱者通过“脐带”与飞船时刻保持连接。

载人龙飞船针对太空行走所需，进行了多项改造。首先，作为典型的两舱式飞船，载人龙飞船无法配备专用气闸舱，所以采用了比较“古老”的出舱方式——全舱减压。这种方式多见于美国“双子星计划”“阿波罗计划”和苏联早期载人航天任务中。等到配备气闸舱的航天飞机和组合式空间站服役后，航天员就很少采用这种出舱方式了。

随着载人龙飞船返回舱逐渐放气至近似真空状态，直到舱内与太空环境压力平衡后，顶部舱门打开。4名航天员同时暴露在太空环境中，其中2名航天员交替进行短暂出舱活动，头盔内特别增设摄像头，以便外界通过主视角摄像头实时看到出舱景象。

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据统计，31个合作机构参与这次任务，在轨开展36项科研实验项目，因此这次升空的4名航天员不是纯粹的游客，均有任务在身。其中，任务指挥官、亿万富豪贾里德·艾萨克曼2021年曾参加“首次全平民载人航天飞行”，具有实打实的在轨任务经验；驾驶员斯科特·波特是美国空军退役中校；任务专家莎拉·吉利斯和任务专家兼医疗员安娜·梅农均是SpaceX公司的员工，曾在地面多次参与过货运/载人龙飞船任务。

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不同于平时舱内呼吸氮氧混合空气，出舱时航天员呼吸的是100%纯氧，全舱减压前要进行排氮过渡。为此，飞船增设了供氧设备和氮气充放系统，又在舱门附近增设了“天行者”辅助结构，便于航天员出舱固定和移动。

此外，飞船尾部开放式货舱安装了激光天线，能够借助星链卫星的激光星间链路进行通信测试，最终实现“只依托星链”的通信能力，以便未来降低对美国宇航局不堪重负的TDRSS中继卫星的需求。

外界注意到，这次商业太空行走活动并非美国宇航局的合同要求，完全是自发的商业行为。可以说，SpaceX公司的部分技术发展已超越了美国宇航局的需求，在载人航天、深空和地外天体载人探索等领域逐渐显露出主观能动性。

具体到装备上，传统的舱外航天服主要为官方任务制造，需求量很少，采用定制设计且对成本不敏感，造价高昂；而SpaceX公司的飞天员工称，他们的舱外航天服未来要大批量制造，因此设计时不仅要确保安全，也会着重考虑成本和便于批量生产。

例如，传统的美国航天头盔需要黄金镀膜，而SpaceX公司的航天头盔改成更廉价的“镀铜”设计。在航天头盔的4层结构中，内侧2层是压力面窗，中间充氮，起到隔热和防起雾作用，外层是防护面窗，在航天员作业过程中难免会有磕碰划伤，影响视野，因此设计为在轨可更换模式。航天头盔采用3D打印技术制造，内设平视显示器和摄像头，便于航天员获取压力、温度、湿度等信息。必要时，航天员可以戴上集成有微型传感器的隐形眼镜，持续测量眼压，保障工作效率和健康安全。

此外，SpaceX公司结合新材料、新工艺和新式卡扣设计，使航天员在舱外航天服加压状态下灵活性显著改善，又能在非加压的普通穿着场景中更加舒适。

后续，SpaceX公司计划安排更多次难度更高的“北极星”系列任务，包括使用“星舰”第二级首次执行载人任务。外界判断，SpaceX公司及其合作伙伴将借助多次任务逐步检验一系列新装备，比如开发支持载人登月、载人登火的升级版舱外航天服，完善深空激光通信和载人航天器设计，提升任务规划能力。接下来，该公司不仅能以商业太空行走为卖点，尽早抢占太空旅游市场，还能逐步掌握深空载人活动能力，不排除促使马斯克宣传的“火星梦想”有朝一日落地。

总之，“北极星黎明”不仅是一次技术挑战，更体现了商业航天努力不断拓展新领域，有望推动更广泛的社会力量投入载人航天乃至深空载人探索，助力月球、火星任务再攀高峰。

本文转载自公众微信号：中国航天报

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