十年磨一剑 美国载人航天事业开启新篇章

时间:2020-05-31 来源:杭州TV4 作者:记者王晓斌
几天前因天气原因推迟后,Space X猎鹰9号火箭30日再度试射并成功将两名宇航员送入太空。如果接下来一切顺利,他们将接驳国际空间站,并开始接下来持续数月的太空任务。
在这一成功发射的背后,是美国载人航天从过去暗淡的10年中逐渐走出,并试图重启的艰难历程。2003年,美国哥伦比亚号航天飞船失事,造成7名宇航员丧生,该事件令美国载人航天事业陷入最低谷。2011年,美国载人航天项目全面停止,接下来近10年间,美国不得不依赖俄罗斯的火箭,将自己的宇航员送上国际空间站。
 
但就在面对重大航天事故和外界严厉抨击指责的同时,美国政府开始痛定思痛,酝酿新一轮航天计划。在2011年,也就是之前的载人航天项目正式取消的同一年,美国“商业宇航计划”应运而生,该计划的核心是:隶属于美国联邦政府的美国宇航局与私营部门展开合作,探索新的从事载人航天的方案。
 
在这一全新计划下,美国宇航局的角色发生根本性转变,从一切由自己来变成提供资金的赞助方,通过内部竞争机制,选择最优越的合作伙伴,波音和SpaceX便是在这一过程中脱颖而出的私营公司。
 
SpaceX载人龙飞船的成功发射,标志着该公司成为历史上首个成功将人类送上太空的私营公司,该事件也是美国载人航天走出阴霾,获得新生的一次里程碑。与此同时,SpaceX作为过去10年中最为成功、对行业产生重大颠覆影响的私营太空公司,其向地球以外空间的更深处不断探索的步伐仍将继续。
 
哥伦比亚号事故与美国政府的痛定思痛
 
在SpaceX载人航天项目进行之前,美国的第四次载人航天项目—太空穿梭计划(Space Shuttle Program)起始于1981年,终止于2011年,在这30年间,该项目在太空探索、国际空间站建设、卫星建设等方面获得了许多成就,但由于两次严重事故,导致14名宇航员丧生,使得美国政府重新调整载人航天项目,并在2011年正式终止。
 
时至今日,2003年的那一场哥伦比亚号航天飞船事故依然让许多人记忆犹新,在那次事故中,由于火箭发射过程中,部分隔热泡沫脱落,击中机身复合材料板,造成了一个直径15厘米至25厘米的洞,导致高温气体在哥伦比亚号再次回归大气层时进入机翼,最终,飞船上的7名宇航员在回归地球的过程中全部不幸遇难。
 
这起重大事故发生后,美国载人航天计划立即宣布暂停,原先计划中的国际空间站的建设规划也被无限期推迟,此后,美国再无从美国本土发射的载人火箭,只是通过俄罗斯的载人航天项目,将部分宇航员送入国际空间站从事相关的空间站建设和太空探索、科研调查等工作。2011年,美国第四轮载人航天项目正式宣告终结,该项目的总预算高达1960亿美元。
 
内部赛马机制
 
在项目终结的同时,美国宇航局的航天项目也饱受批评,其中受到最多诟病的是由于项目在设计、管理、安全等方面的一系列问题,导致项目最终的投入已经远远超出此前的预算。
 
按照2011年的有关数据显示,美国宇航局航天飞机每次执行飞行任务的总费用高达4.5亿美元,按照到达近地轨道的成本来计算,约每运载一千克需每1.8万美元。与此相比,俄罗斯当时依然基于1965年设计规划的运载火箭,每次执飞成本仅为1.1亿美元,每运送1千克至近地轨道仅需5000美元。
 
事实上,如果将火箭的设计、维护成本也考虑在内,美国宇航局平均每次太空飞行任务的花费更是高达惊人的15亿美元,或每运送1千克至近地轨道需6万美元。
 
为了应对这一尴尬局面,同时摆脱载人航天对俄罗斯项目的依赖,一项新的计划,开始在美国宇航局内部酝酿,而这一计划的核心,便是与私营部门的合作。
 
2011年,就在美国第4代载人航天计划宣布退出的同一年,一项被称为“商业宇航计划”(Commercial Crew Program)正式出炉,该计划主要目的是向国际空间站输送航天员执行太空任务。
 
根据美国宇航局2010年授权法案,商业宇航计划下的发展计划在未来3年获得13亿美元的拨款,该计划主要是为了挑选宇航局合适的合作伙伴而引入的“内部赛马机制”。
 
在该项目中,亚马逊创始人贝索斯所创办的蓝色起源获得2200万美元、马斯克的SpaceX获得7500万美元,Sierra Nevada获得8000万美元以及波音获得9230万美元,分别用于研发和制造各自的火箭和用于载人的太空舱系统。
 
该项目在进入到第3轮后,尽管蓝色起源在前两轮均有所胜出,但该公司宣布不再参加第3轮的角逐,而完全依赖于其创始人贝索斯的个人注资进行随后的研发制造工作。
 
最终,SpaceX的龙飞船与波音公司的Starliner脱颖而出,分别获得26亿美元和42亿美元的拨款,在这一决定做出后,竞争中落败的一方,Sierra Nevada公司向美国政府拨款计划办公室提出抗议,称在挑选过程中存在严重的问题,但最终美国联邦法院否决了该公司对此提出的异议。
 
在获得政府的巨额拨款后,波音和SpaceX正式成为美国宇航局“商业宇航计划”的合作伙伴,他们讲共同承担未来将宇航员运送至国际空间站的重任。最初计划在2017年进行首次载人飞行,但由于一系列的设计、测试和运行方面所遇到的问题,最终发射时间被推迟至2020年和2021年进行。
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