SpaceX Dragon CRS-9 無人補給太空船 返回地球

SpaceX Dragon CRS-9 無人補給太空船 攜帶 1,400 公斤的酬載從 ISS 國際太空站 順利返回地球，在美國加州外海的太平洋上落海降落 (Splash down)。

原本接合在 Node-2 和諧號節點艙下方接口的 Dragon CRS-9，先由 Canadarm2 機械手臂移動到 命運號實驗艙 下方 10 公尺的停留位置，在機械手臂放開 Dragon CRS-9 後以姿態控制火箭緩慢的飛離 ISS，在遠離 ISS 後才再次以姿態控制火箭進行減速脫離軌道，經過大氣重返後以降落傘減速落入太平洋中。

機械手臂放開 Dragon CRS-9 (Source: NASA)

第 1 階段飛離，姿態控制引擎點火 (Source: NASA)

第 2 階段飛離，姿態控制引擎點火 (Source: NASA)

落海降落 (Source: SpaceX)

無人補給太空船大致可以分成兩種：可以攜帶設備安全返回地球的「可回收型」，跟大氣重返時會燒毀的「不可回收型」。兩者最大的差異在於有沒有安裝「防熱盾」來抵擋大氣重返時超高速飛行所產生的幾千度超高溫。

SpaceX Dragon 是目前 ISS 使用的無人補給太空船中，唯一的「可回收型」無人補給太空船。


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SpaceX Dragon CRS-8 落海降落

4 月 9 日發射升空的 SpaceX Dragon CRS-8 無人補給太空船已經脫離 ISS 國際太空站，並安全的在美國加州外海的太平洋上落海降落 (Splash down)。

Dragon CRS-8 以 3 具降落傘下降、落海前的一剎那 (Source: SpaceX)

安裝有防熱盾 (Heat Shield) 的 Dragon 無人補給太空船是唯一一種可以進行大氣重返、將研究成果送回地球的無人補給太空船，其他如俄羅斯的 Progress 進步號、日本的 HTV、以及已經退役的歐洲太空總署 ATV，都會在運送完物資後，拋棄燒毀在大氣層上。

ISS 國際太空站的機械手臂放開 CRS-8 後的一剎那 (Source: NASA)

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改良版天鵝座號 無人補給太空船 脫離並燒毀

停靠在 ISS 國際太空站 上的 Enhanced Cygnus 改良版天鵝座號 無人補給太空船 已經在 2016 年 2 月 18 日脫離 國際太空站，並在 2 月 21 日進行大氣重返，燒毀在大氣中。

這架執行 CRS 商營補給任務的無人補給太空船，是在 2015 年 12 月 7 日從美國佛羅里達州卡納維爾角發射升空，是 改良版天鵝座號 的首飛，也是 天鵝座系列 第一次使用 Atlas V 擎天神火箭 作為發射載具。

(Source: NASA)

這張照片是它在 12 月停靠 國際太空站 前所拍攝，天鵝座無人補給太空船並未安裝防熱盾，它在設計上就是要攜帶 國際太空站 上的垃圾，在大氣重返時燒毀在大氣中。


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Orion 獵戶座號 換顏色了！

NASA 的有人太空船 Orion 獵戶座號 換顏色了！

在 2014 年 12 月進行 EFT-1 測試飛行時，Orion 獵戶座號的機體側面布滿了黑色的隔熱磚，而機體底部則是亮銀色的防熱盾。

這是 2014 年 12 月 EFT-1 飛行測試後降落在海中的照片 (Source: NASA)
可以清楚的看到機體側面的黑色隔熱磚。

NASA 剛剛公布將在 Orion 獵戶座機體側面的黑色隔熱磚上，再覆蓋一層與底部防熱盾類似的金屬防熱材質，主要為了兩個目的：

1. 改善太空飛行時的溫度控制，向光時反射太陽光減少熱輻射，背光時避免熱散失
2. 保護機體不受表面電荷影響

側面覆蓋上金屬防熱材質的 Orion 獵戶座號，以及底部的圓筒型服務模組。(Source: NASA)

Orion 獵戶座太空船下一次任務是預計在 2018 年 9 月發射升空的 EM-1 任務，無人的 EM-1 任務將環繞月球後返回地球。

EM-1 任務大氣重返時的速度將高達時速 39,500 公里！(Source: NASA)

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充氣式防熱盾

之前介紹的防熱盾是利用類似雨傘的機械骨架展開的，今天要介紹的 HIAD 「極高音速充氣式空氣動力減速裝置」則是不折不扣的「充氣式防熱盾」。

(Source: NASA)

NASA 的 HIAD 是利用一圈圈的充氣圈彼此堆疊在一起來組成它的骨架，然後在最外側鋪上耐高熱的特殊布料。要使用前將氮氣灌入這一圈圈的充氣圈後就可以「展開」防熱盾。

NASA 在過去幾年內已經進行了 3 次的小尺寸實驗，最大的一次 IRVE-3 實驗的「充氣式防熱盾」直徑已經達到 3 公尺寬，而在充氣前摺收的直徑只有 0.56 公尺寬。接下來的測試將會利用前往 ISS 國際太空站的無人太空船進行真正的「大氣重返」實驗。

(Source: NASA)

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機械展開式防熱盾

我們在先前提過，太空船如果要安全的進入大氣層，「防熱盾」是絕對不可缺少的超級重要裝備。

雖然火星的大氣層跟地球相比很稀薄 (厚度只有地球的 1%，地表壓力只有地球的 0.6%)，但仍舊需要防熱盾才能安全的進入火星大氣，只是傳統的防熱盾都很大一片，很不容易塞進空間狹小的火箭裡。

這張照片 (Source: NASA)，是美國 NASA 的 ADEPT「機械展開式防熱盾」概念原型。在升空時這種防熱盾是摺收起來的，減少它所佔用的空間，然後才如雨傘般的展開。

在測試時，這種用碳纖材料做成的防熱盾的表面受到超高速氣體的摩擦，會產生攝氏 1,700 度的高溫，將整個防熱盾烤的發亮。

NASA 的官方介紹：
http://www.nasa.gov/image-feature/nasa-completes-successful-heat-shield-testing-for-future-mars-exploration-vehicles/

現在研發這些尖端設備，我們才有可能在未來將人類送上火星的表面，進而殖民火星。


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