圖為美國(guó)內(nèi)華達(dá)山脈公司研制的追夢(mèng)飛船模擬圖

核心提示：

2014年9月16日，美國(guó)宇航局分別與波音公司和spacex公司簽署了總計(jì)高達(dá)68億美元的商業(yè)乘組運(yùn)輸階段合同，其中波音公司分得42億美元，太空探索技術(shù)公司分得26億美元。

按照合同規(guī)定，兩家公司要在2017年實(shí)現(xiàn)首次載人飛行任務(wù)，并于合同期限內(nèi)完成至少2次、至多6次的載人飛行任務(wù)。由于這兩家公司對(duì)飛船擁有經(jīng)營(yíng)權(quán)，在未來(lái)不但可以運(yùn)送美國(guó)宇航局的航天員上天，也可以出售座位給民間乘客。因此，他們的飛船被民眾親切地稱為“太空出租車(chē)”。

擺脫對(duì)俄羅斯的依賴

2011年7月，美國(guó)宇航局正式宣布航天飛機(jī)退役。此后的日子里，美國(guó)不得不付出每人每次6000萬(wàn)美元的高昂“票價(jià)”，來(lái)購(gòu)買(mǎi)聯(lián)盟號(hào)飛船的座位，以維持國(guó)際空間站的航天員輪換。為改變這一局面，美國(guó)大力推進(jìn)私營(yíng)企業(yè)進(jìn)入商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域。

就在不被看好的“星座計(jì)劃”下馬后，美國(guó)宇航局又啟動(dòng)商業(yè)乘組開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，意在通過(guò)市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)和運(yùn)作研發(fā)一種“低成本、高可靠性、高安全系數(shù)”的低軌道載人飛船。

該項(xiàng)目面向所有航天企業(yè)，不論是波音公司、洛克希德·馬丁公司這樣的老牌巨頭，還是spacex公司、內(nèi)華達(dá)山脈公司這樣的新興力量，都可以參與項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)。

美國(guó)宇航局對(duì)這種低軌道載人飛船提出了幾項(xiàng)硬性要求：能運(yùn)送4名航天員和相應(yīng)物資往來(lái)空間站，與空間站持續(xù)對(duì)接時(shí)間不少于210天，空間站發(fā)生故障時(shí)最多可送回7名航天員，如遇對(duì)接失敗等緊急情況可在軌獨(dú)立飛行不少于24小時(shí)。

這個(gè)項(xiàng)目不差錢(qián)

不難發(fā)現(xiàn)，與以往美國(guó)宇航局的摳門(mén)相比，此次商業(yè)乘組開(kāi)發(fā)項(xiàng)目似乎不差錢(qián)。除了近期一擲千金的大手筆簽約外，該項(xiàng)目前期“海選”時(shí)也毫不吝嗇。難怪有網(wǎng)友發(fā)出感慨：美國(guó)宇航局也是夠拼的！

商業(yè)乘組開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的第一、第二階段已分別于2010年底和2012年中完成。參與競(jìng)爭(zhēng)的每家公司在第一階段需要拿出一個(gè)載人航天分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，第二階段則需要提供完整的飛船設(shè)計(jì)，在每個(gè)階段都需要在限定時(shí)間內(nèi)完成一定數(shù)量的“ 里程碑”目標(biāo)（類(lèi)似于國(guó)內(nèi)的研發(fā)節(jié)點(diǎn)，用于控制研發(fā)進(jìn)度）。

美國(guó)宇航局則在前兩個(gè)階段提供的合同總額分別為5000 萬(wàn)美元和2.7億美元。2012年8月3日，美國(guó)宇航局宣布商業(yè)乘組開(kāi)發(fā)項(xiàng)目進(jìn)入第三階段，即商業(yè)乘組能力整合。

進(jìn)入該階段的除了波音和spacex外，還有內(nèi)華達(dá)山脈公司。該公司的升力體構(gòu)型飛船雖然具有更低的再入過(guò)載，但容積比等數(shù)據(jù)依然難敵傳統(tǒng)構(gòu)型飛船。美國(guó)宇航局分別與前兩家公司簽訂了4.6億美元的全額合同，與內(nèi)華達(dá)山脈公司簽訂了2.12億美元的非全額合同。

那么，花了這么多錢(qián)，這個(gè)項(xiàng)目進(jìn)展究竟怎么樣呢？

cst-100載人飛船

波音公司的cst-100載人飛船采用了經(jīng)過(guò)阿波羅飛船驗(yàn)證的截錐體構(gòu)型，高5.03米，直徑4.56米，可以搭載7名航天員。出于降低成本的考慮，該飛船省去了太陽(yáng)能電池板，僅靠化學(xué)電池能夠在軌道上獨(dú)立飛行48小時(shí)。

cst-100的服務(wù)艙姿控系統(tǒng)也是飛船的逃逸系統(tǒng)和軌控系統(tǒng)，共用推進(jìn)劑和發(fā)動(dòng)機(jī)。艙內(nèi)照明也由傳統(tǒng)的電燈變?yōu)閘ed，不但降低能耗，也更便于調(diào)節(jié)光線強(qiáng)度和光照范圍。值得一提的是，該飛船的加工工藝引入無(wú)焊接設(shè)計(jì)，不但提高了加工效率，也降低了結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

此外，cst-100還采用重復(fù)使用設(shè)計(jì)，每次返回地球后，經(jīng)過(guò)更換防熱結(jié)構(gòu)并進(jìn)行檢修，可再次投入使用，最多可使用10次。

這種有限次數(shù)的可重復(fù)使用設(shè)計(jì)平衡了降低成本和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系，既降低了完全可重復(fù)使用帶來(lái)的高技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，又提高了飛船利用率，減低了建造成本。

龍飛船的載人版

在用于貨運(yùn)的龍飛船取得成功后，spacex研發(fā)隊(duì)伍向載人飛船領(lǐng)域發(fā)起進(jìn)攻并拿出了載人版龍飛船的方案。

2014年5月30日，spacex舉行發(fā)布會(huì)首次展示了載人版的龍飛船。該飛船采用球頭圓錐體構(gòu)型，可以搭載7人往返空間站。根據(jù)該公司的估算，飛船一次任務(wù)成本為2000萬(wàn)美元左右，遠(yuǎn)低于目前購(gòu)買(mǎi)聯(lián)盟飛船一個(gè)座位的價(jià)格。

加之該飛船是由spacex研發(fā)的可重復(fù)使用的獵鷹9運(yùn)載火箭發(fā)射，因而任務(wù)總成本將更有優(yōu)勢(shì)。

載人版龍飛船的另一大特色是新穎的著陸方式。較之于“阿波羅”、“ 獵戶座”及cst-100這種傘降減速+反推發(fā)動(dòng)機(jī)/氣囊緩沖的著陸方式，載人版龍飛船雖然也有減速傘，但僅作為備份。

根據(jù)設(shè)計(jì)，該飛船再入大氣層后就開(kāi)啟減速發(fā)動(dòng)機(jī)，在接近地面時(shí)飛船底部會(huì)伸出4條液壓支腿使飛船平穩(wěn)著陸。這種全程動(dòng)力返回方式的既可及時(shí)規(guī)避障礙，選擇適宜的著陸點(diǎn)，又能夠保持飛船姿態(tài)。

充氣式空間站

就在各個(gè)航天企業(yè)積極研發(fā)低軌道載人飛船時(shí)，美國(guó)畢格羅航天公司研發(fā)了ba330充氣式空間站。

這種空間站的艙段用柔性材料代替金屬外殼，不但降低了制造成本，還減輕了結(jié)構(gòu)質(zhì)量，縮小了發(fā)射體積。該公司的目標(biāo)就是通過(guò)一系列這樣的改進(jìn)，降低空間站發(fā)射和運(yùn)行成本。

不久的將來(lái)，當(dāng)國(guó)際空間站退役后，人類(lèi)將以cst-100為代表的新一代低軌道載人/貨運(yùn)飛船和mpcv這樣的深空載人飛船作為天地往返工具，以充氣式低成本空間站為基地，構(gòu)建新一代載人空間應(yīng)用體系，人類(lèi)必將迎來(lái)更加輝煌的載人航天時(shí)代。（姚強(qiáng)）