舒畅世界观察:SpaceX成功地送4个宇航员到空间站的意义
舒畅世界观察:SpaceX成功地送4个宇航员到空间站的意义
今天下午，我坐在电视机前观看NASA和SpaceX的现场直播。屏幕上，一艘SpaceX的Dragon“龙”飞船正在逐渐接近国际空间站，准备完成最后的对接。
看着这个画面，我感到非常兴奋。
几个小时前，这四名宇航员还在地球上。美国东部时间10月1日上午11时10分，他们乘坐SpaceX的Falcon 9火箭，从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地升空。按照计划，大约晚上7时，Dragon飞船就将与国际空间站完成对接。从地面发射到空间站，整个过程只有大约7小时50分钟。
这使我产生了一个很有意思的联想：将来有一天，人类前往太空，会不会逐渐变得像今天乘坐民航飞机一样？从洛杉矶飞到纽约大约需要五六个小时，而今天，从地球表面出发，不到八小时就可以抵达距离地面约400公里的国际空间站。当然，今天的太空旅行仍然远没有坐飞机那么简单，但是至少从时间尺度上看，这种变化已经相当令人震撼。
NASA称，这是美国飞船在国际空间站历史上最快的一次“从发射到对接”。这也是SpaceX商业载人航天发展到今天的又一个重要里程碑。
电视画面上，国际空间站似乎静静地悬浮在那里，Dragon飞船慢慢向它靠近。但真实情况完全不是这样。
国际空间站正在以大约每小时28,000公里、也就是每秒约7.7公里的速度绕地球飞行，大约90分钟就绕地球一圈。Dragon飞船也必须达到接近这样的速度才能留在轨道上。因此所谓“追上空间站”，绝不是像一辆汽车追赶前面的另一辆汽车那么简单。
Falcon 9首先把Dragon加速到大约每小时17,500英里，使它进入预定轨道。随后Dragon与火箭分离，通过一系列精确的轨道调整逐渐追赶空间站。
这里面有一个非常有趣的轨道力学现象：要追赶前面的空间站，有时飞船反而要先进入较低的轨道，因为较低轨道运行一周所需的时间更短。Dragon利用多次精确点火，不断改变自己的速度、高度和位置，最后逐渐与空间站会合。
真正到了最后对接阶段，要求就更高了。
两个航天器实际上都在以每秒约7.7公里的速度绕地球高速飞行，但是它们彼此之间的相对速度必须逐渐降低到非常小。Dragon依靠导航、传感器、计算机和自动控制系统，不断计算自己与空间站之间的距离、方向和相对速度，最后沿着规定的方向缓慢接近空间站Harmony模块的对接口，并自主完成对接。
所以，我们在电视屏幕上看到的是“一艘飞船慢慢靠近一个似乎静止不动的空间站”；实际上却是两个以每小时约2.8万公里高速飞行的航天器，在400公里高空实现极其精确的会合。
这才是这个画面真正令人惊叹的地方。
这次任务叫Crew-13，是NASA商业载人计划与SpaceX合作执行的第13次常规人员轮换任务。四名宇航员不是到空间站去旅游，而是去那里工作大约半年。
四个人来自三个国家。
任务指挥官Jessica Watkins是美国NASA宇航员，也是一位地质学博士。她毕业于斯坦福大学，并获得加州大学洛杉矶分校地质学博士学位，曾经研究火星地表，也是NASA“好奇号”火星车科学团队成员。她2022年已经乘坐Crew-4前往国际空间站，在太空生活了170天。这次是她第二次前往国际空间站，也是第一位两次乘坐SpaceX Dragon飞船升空的NASA宇航员。
飞船驾驶员Luke Delaney也是美国人。他有机械工程和航空航天工程背景，曾经是美国海军飞行员、试飞员，也曾在NASA担任研究飞行员。这是他第一次进入太空。
第三位Joshua Kutryk是加拿大宇航员。对我们生活在加拿大的人来说，这当然格外值得关注。他曾经是加拿大皇家空军CF-18战斗机飞行员和试飞员，飞过40多种不同飞机，累计飞行超过4,000小时。这也是他第一次进入太空。
第四位Sergey Teteryatnikov来自俄罗斯。他原来是俄罗斯海军工程师，具有潜艇工作经历，后来经过选拔成为俄罗斯宇航员。这同样是他的第一次太空飞行。
因此，这艘美国SpaceX制造的Dragon飞船里坐着两名美国人、一名加拿大人和一名俄罗斯人。在今天国际关系相当复杂的情况下，美国、加拿大和俄罗斯的宇航员仍然能够坐在同一艘飞船里，一起进入国际空间站，从事科学研究，这本身也体现了国际空间站长期以来国际合作的特点。
他们抵达以后，将加入国际空间站Expedition 75团队。经过短暂的工作交接，目前驻留空间站的Crew-12四名成员将乘坐另一艘Dragon返回地球。
所以这实际上已经形成了一套越来越成熟的人员轮换制度：一批宇航员上去，完成交接；另一批宇航员下来。国际空间站已经连续25年以上保持有人生活和工作。
那么，这四个人到上面究竟干什么？
最重要的工作之一当然是科学研究。
由于国际空间站处于微重力环境，许多在地球上无法进行或者效果不同的实验可以在那里完成。这次Crew-13将利用人体干细胞衍生组织研究心脏病和帕金森病，希望帮助改进疾病模型、药物测试和个性化医疗。
他们还将研究微重力环境下人体血液流动出现的异常，测试新的宇航员健康诊断设备；研究植物和粮食在太空环境中的生长，并测试更加自动化的植物培养系统。
这些实验看起来各不相同，实际上都指向一个更长远的问题：如果未来人类真正前往月球建立基地，甚至飞往火星，人怎样才能在太空中生活几个月甚至几年？
人的心脏怎么办？血液循环怎么办？长期失重对人体有什么影响？生病以后怎样诊断？药物怎样使用？食物从哪里来？
所以国际空间站不仅是一座围绕地球运行的实验室，也可以看成是人类未来走向月球和火星的一块重要试验场。
这次任务还有一个值得注意的地方，就是SpaceX已经把许多过去只有政府才能完成的航天任务逐渐商业化和常态化。
过去美国载人航天基本上由NASA直接组织和实施，成本极其昂贵。今天NASA仍然负责宇航员、科学任务以及整个载人航天体系的安全要求，但把运输宇航员往返空间站的任务交给SpaceX这样的商业公司承担。
而SpaceX最大的改变之一，就是重复使用。
这次执行任务的Falcon 9第一级火箭已经不是第一次飞行，而是第三次执行任务；这次使用的Dragon“Grace”飞船本身也是重复使用的，它在2025年已经执行过Axiom Mission 4。
火箭发射以后，第一级不是像过去那样使用一次就扔掉，而是返回地面，经过检查和维护后再次使用；Dragon飞船也能够重复执行任务。
这就像早期航空时代如果一架飞机每飞一次就报废，航空运输永远不可能普及。只有飞机能够不断重复使用，航空运输才可能成为今天普通人的交通工具。
从这个意义上说，SpaceX真正重要的贡献，不只是制造了一枚性能很好的火箭，而是在逐步改变人类进入太空的经济模式。
今天四名宇航员从佛罗里达升空，不到八小时就抵达国际空间站；一级火箭重新返回地球；Dragon把宇航员送到空间站以后，未来还要把他们带回来。这一整套系统正在越来越成熟。
这也是为什么我认为，今天看到的这个画面值得记录下来。
当然，这次任务与我们现在经常讨论的人工智能并没有非常直接的关系。Crew-13不是一次人工智能研究任务，Dragon也不能简单地称为一艘“AI飞船”。
但是它高度依赖现代计算机和自动化技术。
从轨道计算、导航、姿态控制，到逐渐接近空间站和最后完成对接，大量操作都由计算机自动完成。Dragon被设计成能够自主完成对接，宇航员主要负责监视整个过程，在必要情况下才可以人工接管。
这里的核心技术主要还是航天领域长期发展的轨道力学、制导导航与控制、传感器融合、实时计算和自动控制，而不是今天大家所说的ChatGPT这样的生成式人工智能。
但是从更长远的角度看，人工智能显然会越来越多地进入航天领域。未来如果人类真正飞向火星，由于地球与火星之间通信存在很长延迟，飞船、机器人甚至火星基地都不可能什么事情都等待地球上的人发出命令。高度自主的计算机系统和人工智能将越来越重要。
今天下午，我坐在电视机前，看着Dragon飞船一点一点接近国际空间站，最大的感受还是两个字：进步。
从地球到国际空间站，不到八小时。
当然，这绝不意味着普通人明天就可以像买一张机票一样去空间站。但是几十年前，人类第一次进入太空的时候，又有多少人能够想到，有一天一家商业公司能够反复使用自己的火箭和飞船，一年又一年地把一批批宇航员送上空间站？
马斯克和SpaceX最大的意义，也许并不只是创造了一次又一次令人兴奋的火箭发射，而是在努力把进入太空从少数国家才能承担的特殊工程，逐渐变成一种可以重复运行、不断降低成本、越来越成熟的运输能力。
今天的Crew-13又向这个方向迈出了一步。
如果有一天，人类真的能够像今天乘飞机跨越美国大陆一样，用几个小时从地球进入太空，那么今天电视直播中看到的Dragon缓缓靠近国际空间站的这个画面，也许正是通向那个时代的一块重要里程碑。