【文/观察者网专栏作家任念东】

1月19日，SpaceX完成了NASA近地轨道载人服务的最后一次测试——“飞行中发射中止测试”，用真正的猎鹰9号火箭将“载人龙”飞船发射升空，并模拟了一个救援现场发射失败的宇航员。

这个测试是为了什么？

它必须从空气开始。

在航天器发射过程中，高速气流会对航天器造成阻力。这个阻力可以粗略地用一个公式来表示：

式中，阻力系数 C 和面积 S 均为常数，只有空气密度 ρ 和速度 V 影响阻力。

随着火箭的加速，V当然会继续增加，但随着高度的增加，空气密度ρ会再次降低。

因此，火箭在穿越大气层的过程中，会有一个阻力最大的点——最大动压点，也称为“max-Q”。

上图中，红线是速度，蓝线是空气密度，绿线是动压。可以看出，绿线只有一个峰。

那么，如果航天器能够在这个最大动压点附近安全地救人，那么在其他阻力较小的情况下也应该可以救人。

SpaceX 与之前的测试有何不同？

在美国宇航局的传统中，新的航天器需要进行实际的飞行逃生测试，尽管它们传统上是在较小的火箭上发射的。这一传统可以追溯到美国最初的载人航天计划“水星”。

“小乔”火箭用于“水星”飞船逃生试验

在阿波罗计划中，用于上升逃生试验的火箭升级为“小乔二号”。在阿波罗计划（A-003））的第三次飞行逃生试验中，由于故障，火箭陷入无法控制的旋转，最终在低空解体。逃生系统成功返回模拟阿波罗飞船 火箭爆炸时，太空舱被“拉”了出来，形象直观地体现了系统设计的可靠性。

“阿波罗上升逃生测试”

最近的一次上升逃生试验是 2019 年 7 月 2 日猎户座飞船的 Ascent Abort-2。使用的助推火箭是和平卫士洲际导弹的固体一级发动机 SR118。

《猎户座飞船逃生测试》

不过与SpaceX的测试相比，细心的读者应该会发现有些不同。

当“猎户座”飞船逃生引擎点火时，助推火箭并没有停止燃烧，而是在飞出屏幕前继续工作：

根据SpaceX公布的遥测图片，“载人龙”飞船发动机点火后，运载火箭发动机被关闭。

根据美国宇航局局长布里登斯汀在测试后的声明，逃生时的最大过载约为3.5g。

“这令人印象深刻，”他说。“预计[逃生过程]会很艰难，但数据并没有......这让宇航员相信，如果我们必须启动逃生过程马斯克炸火箭，这次旅程不会那么糟糕。”

3.5g是什么概念，是前段时间失败的波音“星际客机”飞船发射超载的上限。

也就是说，“载人龙”飞船在最大动压点附近的逃逸加速度与载人发射的正常加速度相近。

相比之下，阿波罗飞船和联盟飞船的逃生过载都在10g级别，而“猎户座”飞船的逃生塔也继承了这一优良传统，“胜过”仍在工作的固体火箭助推器。

造成这种差异的根本原因在于航天器选择的逃生方式不同。

逃离宇宙飞船的方法有哪些？

一般来说，发射阶段使用的逃生方式主要有弹射座椅逃生、逃生塔逃生和推式逃生。

弹射座椅逃生主要用于早期的载人飞船，以及美国和苏联的航天飞机。由于只能在发射的前几十秒保护成员，所以现在基本被淘汰了。

苏联“暴雪”号航天飞机弹射座椅设计

逃生塔逃生是目前应用最广泛的逃生方法。美国的阿波罗飞船、联盟号飞船、神舟飞船、“猎户座”飞船都使用了由固体火箭发动机组成的逃生塔。固体逃逸火箭的特点是瞬时推力大，初始推力大，因此初始加速度大，可以尽快将宇航员带离危险区域。

阿波罗飞船逃生塔

“载人龙”飞船和波音公司的“星际客机”飞船采用“推逃”技术，利用飞船自带的液体火箭发动机执行逃生，省去了巨大而沉重的逃生塔。

液体火箭可以反复点燃和使用，但其“爆炸威力”普遍逊色于同级别的固体发动机。消息称，“载人龙”飞船发射台逃生的最大超载为6g，所以在飞行段阻力最大时逃生加速度下降到3.5g左右是正常的。

带有“推逃”功能的波音“星际客机”飞船

说了这么多，为什么要炸火箭呢？

回到SpaceX“炸毁火箭”的事情。

不得不说，埃隆·马斯克是世界级的营销大师。

他知道如何做才能吸引所有人的注意力，也知道如何事半功倍。

试验结束时，运载火箭引爆。火箭化作一团火球，“载人龙”飞船顺利脱险，宣传效果直接爆满。

没人会在意，火箭在飞船逃逸的同时熄火，熄火8秒后引爆。

那个时候，无论飞船加速多慢，都已经飞到了安全距离，引爆火箭也不会有任何负面影响。

就连“马斯克要炸火箭”也提前几天成为全球各大媒体的焦点。

确保你不会输。

说真的，在很多需要启用逃生程序的情况下马斯克炸火箭，火箭可以及时关闭发动机，让飞船有足够的时间飞出危险区，所以SpaceX在进行逃生测试的同时关闭火箭发动机的举动没有错。

但是，如果您愿意，很少有发动机无法关闭的情况。

当然，我们不必对此有任何额外的担忧。NASA对相关测试有全过程的监督和审查。

只要NASA能接受这样的设计，那一定是一个好的设计。

不是吗？