太空飞行器方案大筛选

太空飞行器方案大筛选

　　《北京青年报·前沿新知》2002年7月22日

　　乔阿光编译

2006年推出样机 将取代现在的航天飞机

　　当苏联宇航员加加林第一次乘坐宇宙飞船进入太空时，人类就进入了太空时代。但是宇宙飞船的一次性使用，巨大的耗资，复杂的发射方式使人类不能自由地进入太空。只有经过专业训练的极少数人才能有幸遨游太空。因此研制可以反复使用的像飞机那样可以自由往来于太空和地球之间的飞行器成为各国科学家的目标。最终美国首先研制出了第一架航天飞机，1981年第一架航天飞机哥伦比亚号飞上了太空。现在美国有4 架航天飞机。

然而航天飞机并非完美无缺。它技术复杂，安全性差，成本高。仅保养这4架航天飞机就要用3万人。它每一次的发射费用约为4.4亿美元，每年发射7～8次，所支付的费用超过30亿美元，占美国航空航天局预算的1/4到1/3。因此早在1996年美国就开始研制新一代的航天飞机来代替现在的航天飞机。当时选中的方案是洛马公司的X-33。X-33是新一代航天飞机“冒险星”的小尺寸验证机，发射费用只有目前航天飞机的1/10，每7天就可以起飞一次，地面操作人员不超过50个，可以在任何地面状况下水平着陆。无须驾驶员，全自动化操作。如果能达到预期的设计要求，用3～4架“冒险星”就可以满足美国航空航天局、美国国防部和国际商业发射市场的需求了。这样，太空发射费用将大大降低，人类可以更自由地出入太空了。然而，由于目标太高，洛马公司在研制过程中遇到各种困难，以至原订的发射试验一再推迟。去年3月美国宇航局终于痛下决心，宁愿扔掉已投资给X-33的14亿美元，也要停止X-33的研制。

取消X-33计划后，去年5月，美国航空航天局集中力量开展一个新的“航天发射计划”（SLI——the Space Launch Initiative）。这项综合性的长期计划旨在推进空间商业开发和民用探索活动，要研制一种多用途的太空飞行器，既可供政府的科研部门使用，也可商用。希望它便宜10倍、安全100倍，通过对这一飞行器的革命打开21世纪的太空飞行领域。美国航空航天局对这个计划5年的投资是45亿美元。经过去年一年的研究，美国航空航天局把三个公司——波音公司、洛马公司以及诺思罗普·格鲁曼公司和轨道科学公司合作小组提出的几千个方案删减到15个，到年底再删减到3个。目标是把轨道运输费从航天飞机的每磅10000美元降低到每磅1000美元或更低，并将致命的灾难事件的危险从500天甚至250天一起减少到10000天一起。这些方案的主要设计思想有：

　　1.用两级可以返回地球的助推火箭起飞，而不是像X-33用单级火箭起飞，这样降低了难度。相同的是火箭和飞船分离后，飞回发射地，不会像以前那样在空中烧毁，既节约发射费用又不会造成污染；

2.既能垂直起飞又能水平起飞，而X-33仅能垂直起飞；

　　3.燃料可能用全煤油、全氢或煤油和氢的组合；

4.安装机组人员逃逸系统和自动登陆系统，有随时可以飞出的机组舱，舱内考虑设计一种弹出式座位，这样就比航天飞机更安全；

　　5.该飞船不用驾驶员，这样就不需要飞行驾驶员来接回太空站的机组人员；

　　6.飞船还可能作为太空站的救生船，连接在国际空间站上，以备宇航员在空间站出问题时随时离开。

　　美国航空航天局计划2006年推出第一个全尺寸的样机，2012年试飞。届时，航天飞机也刚好面临退役。也可能推迟到2020年，那就只能让航天飞机到那时再下岗。

编译自Plans For Next Generation 'Shuttle' Ends First Phase; 15 Concepts Have Emerged（15个第二代航天飞机设计方案出炉） http://www.space.com/missionlaunches/sli_firstphase_020430.html

后记：然而，上述计划现在都停止了。最后还是马斯克私人建造的SpaceX载人龙飞船在2020年美东时间5月31日成功把两位美国宇航员从佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心升空送到了国际空间站。随后，11月11日NASA正式批准它为载人往返国际空间站的商业飞船。我国也在研制可以重复使用的来往于太空和地面的空天飞机。名为腾飞一号组合动力飞行器已经完成首次飞行实验。