SpaceX極地軌道載人任務有哪些看點

◎本報記者 張佳欣

美國東部時間3月31日晚上9時47分（北京時間4月1日上午9時47分），4名“跨界宇航員”駕乘太空探索技術公司（SpaceX）的“龍”飛船，開啓人類首次直接飛越地球兩極的太空之旅。

這是人類首次載人繞地球極地飛行任務，被稱為“弗拉姆2號”，命名靈感來源於20世紀初挪威的極地探險船“弗拉姆號”。4名宇航員將進行一系列涵蓋多個領域的實驗，從在軌道上拍攝極光，到測試小型航天器使用的緊湊型運動器材，再到在微重力環境下種植平菇，以及首次在太空拍攝X光片。

完全垂直於赤道飛行

此次任務由來自馬耳他的億萬富翁王春資助。他邀請了3名“極地探險家”同行，分別是挪威電影導演簡尼克·米克爾森、德國機器人研究員拉貝亞·羅格和澳大利亞冒險家埃裏克·菲利普斯。

這4名乘客均無太空旅行經歷。此前，他們進行了為期8個月的訓練。為了模擬在惡劣環境下狹小空間內的生活狀態，他們還曾在阿拉斯加進行過一次荒野探險。

據美國有線電視新聞網報道，這次任務之所以與眾不同，是因為宇航員將沿着獨特的極地軌道飛行，這是以往任何載人航天任務都未曾嘗試過的路線。由於極地軌道比赤道附近的軌道更加耗費燃料，因此這次飛行對SpaceX的技術實力也是一次嚴峻考驗。

除了阿波羅登月任務外，包括國際空間站上的宇航員在內的所有宇航員都未曾目睹過地球的極地地區。這是因為國際空間站運行在地球赤道附近的軌道上。迄今為止，最接近地球兩極的載人飛行任務是1963年蘇聯的太空飛行任務“東方6號”。然而，“東方6號”的飛行傾角為65度，而“弗拉姆2號”則將以90度的方向飛行，這意味着它將完全垂直於赤道飛行。

繞兩極飛行的難點

從地面發射火箭是一回事，但決定地球周邊的飛行路線則是另一回事。地球有着特定的軌道，太空任務會沿着自己選擇的軌道環繞地球飛行。然而，並非所有軌道都相同，有些軌道被選中的次數相對少一些。

此次，4名宇航員將在距離地面425公里至450公里的高度飛越地球極地地區。飛船上，宇航員們將嘗試從太空觀測包括極光和史蒂夫等光學現象。

那麼，為什麼太空飛行這麼久才將宇航員送往極地軌道呢？

美國知名科技博客Gizmodo援引波士頓大學空間物理學教授傑弗裏·休斯的話稱：“簡單回答，就是能量問題。與赤道軌道相比，將物體送入極地軌道需要更多的能量。”

地球繞其自轉軸自西向東旋轉，赤道處的速度最快，約為每小時1600公里，越往兩極越慢。如果在赤道發射火箭向東飛，地球自轉就像“順風車”能幫火箭加速，省燃料的同時火箭也能造小一點。所以衞星大多向東發射，可“蹭”地球自轉的能量。但極地軌道是南北向的，發射時“蹭”不到地球自轉的速度，相當於全程靠火箭自己加速，自然要多燒燃料、用大火箭。

此外，極地軌道的輻射比國際空間站等低傾角軌道更強，這是因為地球磁場會讓範艾倫帶（捕獲高能粒子的區域）的帶電粒子泄漏到極地軌道區域，這種現象和極光成因類似。南加州大學宇航學教授邁克·格倫特曼指出，這種輻射對“弗拉姆2號”這類短期任務影響不大，但若長期暴露在極地軌道，宇航員可能面臨健康風險。

22項實驗涉及多領域

“弗拉姆2號”任務將持續3到5天，其間，4名宇航員要進行22項科學實驗。

飛船上搭載了一個X射線發生器，宇航員將用它來拍攝人類有史以來第一張太空中的X光片，這可能對於未來執行前往火星及其更遠地方的長期任務至關重要。

4名宇航員都將接受與2024年北極星黎明任務相同的核磁共振成像掃描。這項研究旨在幫助瞭解微重力對宇航員的影響。

美國南卡羅來納醫科大學神經學家馬克·羅森伯格還將與芬蘭初創公司Oura Ring合作，收集此次4名宇航員的睡眠數據。Oura Ring開發了一種可戴在手指上的健康追蹤設備。

另一項與健康相關的調查將研究乘員組可能對太空適應綜合徵的反應，這是一種潛在的嚴重暈動症，影響了60%以上的宇航員。噁心的症狀幾乎會在宇航員到達軌道後立即出現，並可能持續數天才會消失，這對於像“弗拉姆2號”這樣的短期太空飛行來説，這也是一個令人擔憂的問題。

此外，宇航員們還將在太空中種植蘑菇，以研究如何在長期太空任務中滿足營養需求。這項實驗是美國國家航空航天局在國際空間站上進行的廣泛農業研究的一部分，旨在為未來太空殖民提供食物保障。