为什么SpaceX龙飞船载人首飞备受注目？

魏欣

4月17日，美国宇航局局长吉姆·布里登斯廷在推特上颁布发表，将重启载人航天方案。那是将近9年之后，美国再次从本疆土地上，利用美国航天载具停止发射。根据那项名为Demo-2的方案，宇航局将于5月27日在佛罗里达州肯尼迪航天中心的39A发射平台，利用SpaceX公司的猎鹰9号火箭和龙飞船，运送两名航天员前去国际空间站。之所以方案定名为Demo-2，是因为在2019年3月的Demo-1发射方案中，SpaceX公司胜利的证了然本身的载人航天才能。本次重启方案的重要意义不单在于美国从头具备了载人航天才能，并且那是美国在航天飞机时代完毕之后，再次测验考试利用可重用航天器停止载人航天。

为了本次发射，美国停止了长时间的研发、测试和筹办。宇航局受权SpaceX和波音公司合作载人航天使命和开发宇宙飞船，并在2014年别离付出了26亿美圆和42亿美圆的项目资金。此中波音公司开发的Starliner宇宙飞船在2019年12月利用与洛克希德·马丁公司配合开发的Atlas V型火箭停止了初次验证性无人发射。但是因为软件错误，Starliner飞船未能根据方案抵达国际空间站。SpaceX不单在Demo-1方案中胜利抵达了国际空间站，并且在本年1月停止了飞翔中行测试。在测试中，SpaceX在一级火箭飞翔过程中有意炸毁了火箭，而下降伞带着宇宙飞船平安下降。那表白该公司有才能在发射呈现不测时，将宇航员平安带回空中。它也是美国从头启动载人航天项目前的最初一个关键性测试。

做为航天大国，在2011年“亚特兰蒂斯”号航天飞机的最初一次施行使命之后，美国已经约9年时间没有才能停止载人航天了。在那9年时间里，美国只能通过俄罗斯的联盟号宇宙飞船向国际空间站运送宇航员。美国需要为每个宇航员向俄罗斯付出约8600万美圆的“船费”。2003年2月1日，“哥伦比亚”号航天飞机不测出事，那促使了小布什政府关于美国航天方案的深思。因为以航天飞机为载具的载人航天项目过于高贵的发射费用和过高的变乱率，2010年，美国宇航局正式决定将日渐老化的航天飞机全数退役。

那么，为什么航天飞机最末被SpaceX的可重用火箭和宇宙飞船代替呢？

自上世纪70年代阿波罗登月方案完毕以来，美国就不断在测验考试通过可重用航天器来降低太空摸索成本。在阿波罗11号胜利登岸月球之后，美国公众和国会关于与前苏联继续停止太空竞赛的热情就不断在降低。在上世纪60年代，宇航局的预算曾经到达过联邦政府总预算的4.5%。因为阿波罗13号在前去月球过程中办事舱氧气罐爆炸变乱和其时越南战争对美国形成的财务承担，国会考虑逐渐削减对宇航局的资金撑持。美国公众其时关于太空摸索形成的庞大开收的恶感在之后良多以探月为主体的片子中都有表现。尔后方案中的阿波罗18号、19号和20号被相继打消。

1972年，尼克松政府批准了航天飞机方案。按照宇航局提议的名为“宇宙运输系统”的方案，航天飞机被做为一种可重用载具开发出来。其时的设想是，在近地轨道成立空间站。由航天飞机频繁往来于空中和空间站之间。然后再以空间站为平台，从那里向深度太空发射核动力飞船。利用航天飞机的目标有两个：第一是可反复利用降低成本；第二是做为轨道舱为永久性空间站的建立供给支持，然后从那里动身摸索火星。航天飞机能够同时运送人员和有效载荷（如卫星），十分契合美国政府和军方的设想。因为上世纪70年代的太空预算只能到达上世纪60年代的一小部门，尼克松总统从那项庞大的方案中只选择了航天飞机，而去掉了空间站和火星摸索方案。

以其时的手艺才能和为了节省预算的设想思绪，航天飞机方案生成存在严重缺陷。而那刚巧是设想者在当初想要死力制止的。在阿波罗方案和其他国度的载人航天项目中，宇宙飞船凡是位于运载火箭的顶端，远离燃料仓和策动机。一旦发射呈现变乱，宇航员能够通偏激箭顶端的逃逸塔敏捷飞离危险现场。而航天飞机在发射过程中与摆布两枚固体火箭助推器连结平行，那种设想使航天员座舱过于靠近危险部件，而且缺乏逃外行段。在1986年“挑战者”号的变乱中，右侧助推器的O型环失效，招致内部高温高压、气体泄露，击碎了外部燃料仓。在2003年“哥伦比亚”号的变乱中，燃料仓上的泡沫塑料和冰在脱落过程中击碎了飞机右翼的隔热瓦。受损的航天飞机在24.5马赫的高速下最末崩溃。

从后来的理论看，航天飞机方案是人类摸索太空过程中最危险的项目之一。此中两次变乱丧失了5架航天飞机中的2架和14名宇航员，而且在135次使命中失败了两次。在1986年“挑战者”号变乱的查询拜访陈述中，出名物理学家理查德·费曼就在附录中预测航天飞机的变乱率应该在1%摆布。现实上航天飞机的变乱率到达1.5%，远远超出了宇航局在设想之初估量的每10万次飞翔失败一次的数据。本来航天飞机的设想目的是提拔发射频次至每年50次，但是因为返航后要停止复杂的检测和维修，最末只能做到每年完成4次发射使命。从成本上来看，1972年以来，美国共为航天飞机项目收入1960亿美圆，分摊到每次发射总成本约15亿美圆。从数据能够看出，航天飞机方案完全违犯了降低成本的初志。

固然从人类对宇宙的摸索来看，航天飞机项目毫无疑问是失败的，但是它降低了对宇航员身体本质的要求，提出了可重用航天器的概念，做出了先行者的伟大测验考试。本年5月，美国初次利用可重用火箭停止载人航天将是愈加具有汗青性的豪举。那意味着现代科技功效将有可能本色性降低太空开发成本，以至有可能为经济、文化和社会开展做出严重奉献。正如前苏联的火箭专家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基所说：“地球是人类的摇篮，但人类不成能永久被束缚在摇篮里。”