SpaceX极地轨道载人任务有哪些看点

2025-04-02 15:54:38 来源：科技日报

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美国东部时间3月31日晚上9时47分（北京时间4月1日上午9时47分），4名“跨界宇航员”驾乘太空探索技术公司（SpaceX）的“龙”飞船，开启人类首次直接飞越地球两极的太空之旅。

这是人类首次载人绕地球极地飞行任务，被称为“弗拉姆2号”，命名灵感来源于20世纪初挪威的极地探险船“弗拉姆号”。4名宇航员将进行一系列涵盖多个领域的实验，从在轨道上拍摄极光，到测试小型航天器使用的紧凑型运动器材，再到在微重力环境下种植平菇，以及首次在太空拍摄X光片。

完全垂直于赤道飞行

此次任务由来自马耳他的亿万富翁王春资助。他邀请了3名“极地探险家”同行，分别是挪威电影导演简尼克·米克尔森、德国机器人研究员拉贝亚·罗格和澳大利亚冒险家埃里克·菲利普斯。

这4名乘客均无太空旅行经历。此前，他们进行了为期8个月的训练。为了模拟在恶劣环境下狭小空间内的生活状态，他们还曾在阿拉斯加进行过一次荒野探险。

据美国有线电视新闻网报道，这次任务之所以与众不同，是因为宇航员将沿着独特的极地轨道飞行，这是以往任何载人航天任务都未曾尝试过的路线。由于极地轨道比赤道附近的轨道更加耗费燃料，因此这次飞行对SpaceX的技术实力也是一次严峻考验。

除了阿波罗登月任务外，包括国际空间站上的宇航员在内的所有宇航员都未曾目睹过地球的极地地区。这是因为国际空间站运行在地球赤道附近的轨道上。迄今为止，最接近地球两极的载人飞行任务是1963年苏联的太空飞行任务“东方6号”。然而，“东方6号”的飞行倾角为65度，而“弗拉姆2号”则将以90度的方向飞行，这意味着它将完全垂直于赤道飞行。

绕两极飞行的难点

从地面发射火箭是一回事，但决定地球周边的飞行路线则是另一回事。地球有着特定的轨道，太空任务会沿着自己选择的轨道环绕地球飞行。然而，并非所有轨道都相同，有些轨道被选中的次数相对少一些。

此次，4名宇航员将在距离地面425公里至450公里的高度飞越地球极地地区。飞船上，宇航员们将尝试从太空观测包括极光和史蒂夫等光学现象。

那么，为什么太空飞行这么久才将宇航员送往极地轨道呢？

美国知名科技博客Gizmodo援引波士顿大学空间物理学教授杰弗里·休斯的话称：“简单回答，就是能量问题。与赤道轨道相比，将物体送入极地轨道需要更多的能量。”

地球绕其自转轴自西向东旋转，赤道处的速度最快，约为每小时1600公里，越往两极越慢。如果在赤道发射火箭向东飞，地球自转就像“顺风车”能帮火箭加速，省燃料的同时火箭也能造小一点。所以卫星大多向东发射，可“蹭”地球自转的能量。但极地轨道是南北向的，发射时“蹭”不到地球自转的速度，相当于全程靠火箭自己加速，自然要多烧燃料、用大火箭。

此外，极地轨道的辐射比国际空间站等低倾角轨道更强，这是因为地球磁场会让范艾伦带（捕获高能粒子的区域）的带电粒子泄漏到极地轨道区域，这种现象和极光成因类似。南加州大学宇航学教授迈克·格伦特曼指出，这种辐射对“弗拉姆2号”这类短期任务影响不大，但若长期暴露在极地轨道，宇航员可能面临健康风险。

22项实验涉及多领域

“弗拉姆2号”任务将持续3到5天，其间，4名宇航员要进行22项科学实验。

飞船上搭载了一个X射线发生器，宇航员将用它来拍摄人类有史以来第一张太空中的X光片，这可能对于未来执行前往火星及其更远地方的长期任务至关重要。

4名宇航员都将接受与2024年北极星黎明任务相同的核磁共振成像扫描。这项研究旨在帮助了解微重力对宇航员的影响。

美国南卡罗来纳医科大学神经学家马克·罗森伯格还将与芬兰初创公司Oura Ring合作，收集此次4名宇航员的睡眠数据。Oura Ring开发了一种可戴在手指上的健康追踪设备。

另一项与健康相关的调查将研究乘员组可能对太空适应综合征的反应，这是一种潜在的严重晕动症，影响了60%以上的宇航员。恶心的症状几乎会在宇航员到达轨道后立即出现，并可能持续数天才会消失，这对于像“弗拉姆2号”这样的短期太空飞行来说，这也是一个令人担忧的问题。

此外，宇航员们还将在太空中种植蘑菇，以研究如何在长期太空任务中满足营养需求。这项实验是美国国家航空航天局在国际空间站上进行的广泛农业研究的一部分，旨在为未来太空殖民提供食物保障。