美恢复载人航天能力初现曙光

Space Exploration - - CONTENTS - □田 丰

前不久,美国曝光了两款新型商业载人飞船和其首飞的乘组,自2011年航天飞机黯然退役后,这场长达 7年的美国载人航天“旷日持久战”终于迎来了新转机。

1986 年和 2003 年,“挑战者号”和“哥伦比亚号”航天飞机相继出事,造成机毁人亡的悲剧,再加之当时航天飞机逐步老化,运营成本不断飙升,早已背离早期低成本重复使用航天器的理念。因此,航天飞机于2011年正式退役,美国暂时丧失了载人航天能力。

如此一来,俄罗斯老而弥坚的联盟号飞船便成了国际空间站人员轮换的唯一运载工具。而美国作为国际空间站的主办国之一,只能以高昂价格购买联盟号飞船的舱位。在此期间,俄罗斯不断上调舱位价格,美国宇航局对此虽然“忍无可忍”,但因自己没有载人飞船而只能“一忍再忍”。

为恢复载人航天能力,效仿国际空间站“商业轨道货运服务”的成功经验,美国宇航局推出了商业载人航天计划,意图以商业航天模式扶植承包商独立研发新型载人飞船,并为国际空间站提供航天员运输服务。

该计划推出后,众多承包商踊跃竞标,但经过多轮评估和汰弱留强,美国宇航局在2014 年最终选定两家中标:“百年老厂”波音公司的CST-100 飞船以42亿美元高价中选,而业界新秀太空探索技术公司的载人龙飞船则以26 亿美元价格紧随其后。相较于美国宇航局亲自督办的猎户座载人飞船,商业载人航天计划给予了承包商更多设计和项目上的自由。美国宇航局仅针对事先划定的节点进行审查,而不再深度介入和监督飞船的设计、试验和制造全过程。

然而,即使如此,项目进度仍是一推再推。最初, 飞船的首飞时间为2015 年,但太空探索公司的载人龙飞船无人首飞已经推迟,首次载人发射更是推迟到了明年4月。波音公司的进度则更加落后,不但至今仍有包括发射台逃逸在内的大量试验尚未完成,近期还发生了推进剂泄漏事故,需要进一步修改飞船设计,所以无人首飞年内已基本无望。尽管如此,相比进度和资金几近失控的猎户座飞船项目来说,这两家公司的表现已经不错了。

这两家公司的飞船最初设计都颇具特色,均为两舱构型可复用设计,波音公司采用气囊陆地回收,而Spacex 公司更加激进地采用了全程反推回收。但无奈航天飞机已成为美国宇航局载人航天上的桎梏,因此美国宇航局并不待见两家公司的创新设计,而是用异常高的安全性指标来束缚承包商。最终,Spacex 公司只能忍痛取消反推设计,回到传统的伞降回收。

除飞船本身外,两家公司研制的飞船“御用座驾”也各不相同。两家公司本着“肥水不流外人田”的思路,都选用了自家火箭。波音公司选择了例无虚发的宇宙神5 火箭。尽管该型火箭非常优秀,但还是为了适应载人飞船发射需求做了优化和改进。而太空探索公司所采用的猎鹰9火箭虽然近两年的发射业绩一直不错,但因公司一直不停改进,该型火箭一直未能定型,加之2016年发生的爆炸事故和被曝光的涡轮泵叶轮有潜在裂纹缺陷,使美国宇航局对其载人的安全性表示担忧。因此,美国宇航局要求Spacex 公司在最新型的 Block5 型火箭上彻底解决相关问题和设计缺陷,并采用定型后的火箭至少执行7次成功发射方可载人。

虽然仍需时日,但在航天飞机退役之后,美国恢复载人航天能力已经初现曙光。★

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