美国航天飞机的“荣光与黯淡”

竹里

美国宇航局肯尼迪航天中心的亚特兰蒂斯号航天飞机。

北京时间2011年7月21日下午5时56分，美国航天飞机“亚特兰蒂斯”号在肯尼迪航天中心安全着陆，美国航天飞机迎来了最终谢幕的时刻。回顾其30年历程，有人称赞它为人类探索宇宙立下功劳，成为“美国”和“科技”的代名词；也有人斥之为劳民伤财，是“战略错误”“误入歧途”。

无论怎样评价，一个时代落幕。正如美国航天局局长博尔登所说，美国航天的历史“翻过了一页”。在之前的30年间，美国的哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号5架航天飞机先后共执行了135次任务。

1957年苏联第一颗人造卫星发射，拉开了美苏太空竞赛的序幕。在这一大背景下，美国开始考虑建造航天飞机。按照美国的设想，航天飞机是一种像飞机那样水平着陆、往返于太空和地面之间、可重复使用的航天器。在“阿波罗”登月的1969年，时任美国总统尼克松宣布启动航天飞机项目，开始进行航天飞机的可行性和技术条件的研究。

1977年，以科幻剧《星际迷航》中飞船名字命名的首架航天飞机“企业”号问世，它首次由波音747飞机驮着进行了机载试验，并在两个月后成功完成了一次自由飞行测试。由于“企业”号属于研究阶段的产物，没有进行正式的太空飞行，它作为一个测试平台，发射过多次，从未载过人，但其试验数据，为第一架实用航天飞机“哥伦比亚”号的升空奠定了基础。

作为美国首架正式服役的航天飞机，1981年4月12日“哥伦比亚”号首次执行代号STS-1的任务，绕地球飞行36周后安全着陆，正式开启了美国宇航局（NASA）的太空运输系统计划。2003年1月16日，“哥伦比亚”号进行了第28次飞行，同年2月1日，其在重返大气层时与控制中心失去联络。

不久后美国宇航局确认，航天飞机在得克萨斯州上空爆炸解体，机上7名太空人全数罹难。造成整起事故的祸首，是外部燃料箱表面泡沫材料安装过程中存在缺陷。

航天飞机的问世引起其他国家纷纷效仿。作为太空竞赛的对手，苏联在上世纪80年代建造了与“哥伦比亚”号极其相似的“暴风雪”号，但它仅无人试飞一次就因成本过高而被放弃；日本以及法国、德国和英国等欧洲国家的研制计划先后失败或中止。因此，唯有美国拥有航天飞机，成为科技实力和国力的象征。

在某种程度上，航天飞机时代能持续如此长久，已让世人惊讶，因为这个项目从一开始就充满争议。美国航天局前局长格里芬曾在国会说，航天飞机是“过时观念的产物”“先天就有缺陷”。2004年，时任美国总统布什决定，航天飞机将全部退役，并研制另一种可载人登月以及最终登陆火星的航天器。

据统计，美国共制造了6架航天飞机，除“企业”号从未飞上太空、“挑战者”号和“哥伦比亚”号先后失事外，“发现”号和“奋进”号已分别于今年3月和6月完成“绝唱”之旅。“阿特兰蒂斯”号升空是美国所有航天飞机的谢幕飞行。

退役后的这3架航天飞机，连同最初的“企业”号，在美国的多家博物馆重新“上岗”，发挥余热。135次飞行，355名宇航员，8亿多公里行程，运送1750吨货物……这是美国航天飞机项目30年留下的纪录。

美国航天局希望航天飞机能重复使用100次，将来像客机那样每周都有太空航班，普通人也付得起票价，但事与愿违。单个航天飞机项目支出1960亿美元，分摊到每次发射成本就高达15亿美元，运送1千克有效载荷也一直卡在1万美元的瓶颈。

由于经费有限、进度紧张，设计航天飞机时，只能采用助推火箭和外储箱与轨道器并联的方案，从而留下了安全隐患。最终设计制造出的航天飞机已不是最初的设想，而是折中的产物。虽然节约了航天飞机的制造成本，但发射成本大幅升高，总成本反而增加。由于预算受限，航天飞机自2011年退役后，美国已无力设计制造下一代航天飞机。

不过，这种类型的航天器却并未退出历史舞台。除了美国军方研制成功小型号军用航天飞机X-37B之外，美国还借助私营企业的力量，让新型航天飞机，重新进入大众视野。

2016年1月21日，美國国家航空航天局宣布：轨道ATK公司、太空探索技术公司（SpaceX）和内华达山脉公司（SNC）赢得第二轮国际空间站商业货运任务合同。

追梦者，就是一款利用火箭垂直发射升空、能像飞机那样水平着陆返回的迷你航天飞机。它长9米、直径7米、总重为11吨，比以往的航天飞机要轻和小得多，最多可搭载7名乘员。结构采用了大量最先进的复合材料，其在轨动力来自两台推力可调的固体与液体混合的火箭发动机，推进剂采用端羟基聚丁二烯和一氧化二氮。

“追梦者”的设计方案，采用的是美国国家航空航天局多年积累的技术，其实就是美国国家航空航天局研发的HL-20升力体构型。由于“追梦者”具备在国际空间站停靠和与之对接的能力，它不但可以方便快速地交付货物和重新装载，还能在普通机场着陆，进行15次飞行的重复使用。

除了出现上述商业航天公司之外，美国还出现了许多发展商业空间站、太空旅游和火星探索的私营公司。美国的商业载人航天项目既取得了惊人的成效，也发生了重大事故。美国采用政府与市场双轮驱动太空探索的政策和提供的经验教训，将对世界航天事业的发展产生深远的影响。