2011年7月21日，“亞特蘭蒂斯”號成功返航，夾雜于鮮花和掌聲中的，更多卻是公眾和研究者惆悵失落的目光。按照美國航天規(guī)劃，航天飛機(jī)至此全部退役。
　　
　　高昂的成本和安全隱患，使航天飛機(jī)終成人類航天征途上的苦澀插曲。
　　
　　“亞特蘭蒂斯”號，是美國投入使用的第四架航天飛機(jī)，專業(yè)名稱為OV-104，即“軌道飛行器104”，凈重約68.6噸，曾將“伽利略”號木星探測器、“麥哲倫”號金星探測器和“康普頓”伽馬射線望遠(yuǎn)鏡送入太空，并多次執(zhí)行國際空間站建設(shè)任務(wù)。
　　
　　航天飛機(jī)曾是美國引以為傲的科技霸主象征，更為直白的稱呼是“太空梭”，可重復(fù)使用，并往返于太空和地面之間。它結(jié)合了運(yùn)載火箭、載人飛船和航空飛機(jī)等多種功能，能夠把人造衛(wèi)星等航天器送入太空，也能在軌道上運(yùn)行，同時(shí)還可以在大氣層中滑翔著陸。自1981年4月12日第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞”號升空后，航天飛機(jī)家族安裝和維修“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡、建設(shè)國際空間站等功績均被寫入人類認(rèn)識宇宙的歷史進(jìn)程中。
　　
　　繼阿波羅登月計(jì)劃之后，航天飛機(jī)被看做是空間時(shí)代的第二個(gè)里程碑，這也激發(fā)了美國公眾的愛國情緒。但業(yè)內(nèi)對航天飛機(jī)爭議不斷，尤其是1986年“挑戰(zhàn)者”號爆炸和2003年“哥倫比亞”號解體事故，使業(yè)內(nèi)更加堅(jiān)信其安全性和可靠性都遠(yuǎn)低于相對簡單的載人飛船。
　　
　　曾參與航天飛機(jī)計(jì)劃的航天員希勒斯在對媒體回顧整個(gè)航天飛機(jī)計(jì)劃時(shí)表示， 這計(jì)劃最重要的貢獻(xiàn)就是讓美國人把在太空中運(yùn)作和組裝變成一門高級藝術(shù)，“如果我們要到其他地方去，例如火星，我們將需要在軌道上組裝飛船，我們現(xiàn)在知道怎么做了?！?br/>　　
　　但是，經(jīng)費(fèi)和安全因素卻追逼航天飛機(jī)退役，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心主任、國際宇航科學(xué)院院士、美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）高級會(huì)員吳季告訴《財(cái)經(jīng)》記者，冷戰(zhàn)結(jié)束，政治驅(qū)動(dòng)力減弱亦是其退役的重要原因之一。另外，航天飛機(jī)對美國在外交、科技以及激勵(lì)青少年方面作用巨大。但如果總是重復(fù)同一個(gè)動(dòng)作，公眾關(guān)注度就會(huì)下降，正如美國在2004年論證新的航天遠(yuǎn)景時(shí)提到的，其在300公里－400公里近地軌道上逗留時(shí)間太長了，公眾已失去了興趣。
　　
　　美國對于實(shí)惠的計(jì)較終于超越了政治。但航天飛機(jī)的終結(jié)并未打擊美國欲登陸更遙遠(yuǎn)莫測的火星再次引領(lǐng)世界航天走向的雄心。
　　
　　可重復(fù)但不經(jīng)濟(jì)
　　
　　可重復(fù)使用是航天飛機(jī)的初衷之一，此舉理論上可節(jié)約發(fā)射費(fèi)用。但事實(shí)上航天飛機(jī)發(fā)射和維護(hù)成本高昂，其助推火箭和外部燃料箱等主要部件的重復(fù)使用亦難實(shí)現(xiàn)。加之30年中，美國5架航天飛機(jī)總共只飛行了135次，而每架航天飛機(jī)的設(shè)計(jì)使用壽命是100次，這就使得航天飛機(jī)的價(jià)值大打折扣。
　　
　　航天飛機(jī)設(shè)計(jì)堪稱完美，由軌道飛行器、助推火箭和外部燃料箱三部分組成。1972年3月美國政府批準(zhǔn)的航天飛機(jī)研制經(jīng)費(fèi)為51.5億美元，但到1981年底已實(shí)際耗費(fèi)100.84億美元。實(shí)際上，自研發(fā)時(shí)日始，美國共為該項(xiàng)目支出1960億美元，分?jǐn)偟矫看伟l(fā)射總成本上約15億美元，僅發(fā)射費(fèi)用一項(xiàng)每次就達(dá)5億美元，其成本遠(yuǎn)超載人飛船。
　　
　　吳季介紹，在研發(fā)測算中，航天飛機(jī)每次發(fā)射的費(fèi)用僅數(shù)千萬美元，但這是基于飛行100次的計(jì)算，并且沒有充分考慮貨幣貶值和成本的提高。目前看即使通盤考慮人的運(yùn)輸和貨運(yùn)，也不如俄羅斯的“聯(lián)盟號”和現(xiàn)在歐洲和日本的自動(dòng)貨運(yùn)飛船來得經(jīng)濟(jì)。
　　
　　當(dāng)年美國決定研制航天飛機(jī)的主要理由之一是，采用重復(fù)使用技術(shù)，可以使貨運(yùn)每公斤單價(jià)從一次性運(yùn)載火箭的幾千美元，下降到600美元。但上世紀(jì)80年代貨運(yùn)單價(jià)實(shí)際差別之大令人吃驚。航天飛機(jī)的低軌道貨運(yùn)單價(jià)，包括航天員運(yùn)費(fèi)，按1984年值計(jì)為每公斤11600美元，與其他一次性使用的低軌道運(yùn)載器的同年貨運(yùn)單價(jià)，比如美國大力神Ⅱ號火箭相比，后者僅為每公斤3326美元。前蘇聯(lián)質(zhì)子號火箭為每公斤1866美元，中國長征二號為每公斤2860美元。
　　
　　這意味著，美國航天飛機(jī)的貨運(yùn)費(fèi)用是大力神Ⅱ號的2.2倍，是中國長征二號的2.6倍，是前蘇聯(lián)“質(zhì)子”號的4倍。
　　
　　不僅如此，實(shí)際上，如中國衛(wèi)星和衛(wèi)星返回技術(shù)專家王希季在其名為《重復(fù)使用的并不都是經(jīng)濟(jì)的》一文中所指，航天飛機(jī)減少了有效載荷。也就是說，為適應(yīng)重復(fù)使用，航天飛機(jī)多出很多冗余設(shè)計(jì)，本來可以有102噸的載荷入軌，因其自重加大，真正運(yùn)送入軌的重量只有28.5 噸，有效率僅為28％。
　　
　　問題還在于，重復(fù)使用的航天硬件與一次性硬件相比，采用的技術(shù)種類多，要求壽命長和可靠性高，研制費(fèi)用和生產(chǎn)費(fèi)用較高；而只有在硬件有效壽命期間達(dá)到相當(dāng)?shù)氖褂么螖?shù)，才能獲得重復(fù)使用的經(jīng)濟(jì)性。
　　
　　另外，美國宇航局（NASA）對其技術(shù)難度以及發(fā)射市場的需求量亦缺乏確切估計(jì)。由于航天飛機(jī)的工程進(jìn)度遠(yuǎn)落后于原計(jì)劃，而且衛(wèi)星發(fā)射市場也比預(yù)期的小，因此，NASA對外收費(fèi)價(jià)格從每次飛行收費(fèi)3800萬美元，到1985年就已漲至每次8700萬美元。
　　
　　中科院國家天文臺(tái)研究員李競對《財(cái)經(jīng)》記者分析，世界上大概沒有另外一個(gè)國家能撐得起航天飛機(jī)項(xiàng)目。美國是世界上唯一投入使用航天飛機(jī)的國家，前蘇聯(lián)只是制造了樣機(jī)。
　　
　　該計(jì)劃最早的目的主要是爭霸太空，美國為了拖垮前蘇聯(lián)。但有趣的是，美國航天飛機(jī)退役后，俄羅斯就成為唯一擁有能往返于地面和國際空間站的載人宇宙飛船的國家，“聯(lián)盟”號飛船將負(fù)責(zé)把美國宇航員和物資送往國際空間站。根據(jù)美俄簽訂的合同，其付給“聯(lián)盟”號的費(fèi)用是：美國將為每位航天員每次升空向俄支付4340萬美元，而到2016年，“聯(lián)盟”號上的每個(gè)座位將高達(dá)6300萬美元。
　　
　　不過這也比航天飛機(jī)要經(jīng)濟(jì)得多，盡管其中還包括了俄方的利潤。
　　
　　過于復(fù)雜難保安全
　　
　　航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大，每架航天飛機(jī)有3500多個(gè)分系統(tǒng)、250多萬個(gè)部件。它不僅應(yīng)用了固體和液體的燃料， 一次使用的和重復(fù)使用的部件，而且還使用了最復(fù)雜的主發(fā)動(dòng)機(jī)。
　　
　　這也意味著系統(tǒng)的復(fù)雜度太高，可靠度很難達(dá)到要求，連航天飛機(jī)的設(shè)計(jì)師們都認(rèn)為它是一個(gè)難以馴服的工具。
　　
　　尤其是“挑戰(zhàn)者”號爆炸事故后，暴露出大量復(fù)雜的隱患。該事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)有750個(gè)事故隱患，甚至包括設(shè)計(jì)方案問題，如應(yīng)急救生系統(tǒng)方案、低溫環(huán)境下的固體火箭助推器密封圈方案等。
　　
　　“挑戰(zhàn)者”號失事的直接損失共14.2億美元，其中包括一架航天飛機(jī)12億美元、兩顆衛(wèi)星0.9億美元、發(fā)射費(fèi)1.3億美元。
　　
　　NASA在2010年的一份內(nèi)部安全報(bào)告中指出，現(xiàn)在航天飛機(jī)的安全性比30年前提高了10倍，但發(fā)生災(zāi)難性事故的風(fēng)險(xiǎn)仍達(dá)九十分之一。
　　
　　“哥倫比亞”號失事后，NASA組成調(diào)查組，對得克薩斯州和路易斯安娜州收集來的8.4萬片飛機(jī)殘骸重新按原位組裝，提供實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過分析和再現(xiàn)模擬試驗(yàn)來論證事故原因。2003年8月26日，事故調(diào)查委員會(huì)公布了這起災(zāi)難的最終報(bào)告：“哥倫比亞”號升空81.7秒后脫落的一塊泡沫材料撞擊到航天飛機(jī)左翼前緣的隔熱瓦形成裂縫。因此，當(dāng)其重返大氣層時(shí)，超高溫氣體從裂縫處進(jìn)入機(jī)體，直接導(dǎo)致航天飛機(jī)解體。
　　
　　此時(shí)，美國科技界和政界就發(fā)出聲音要求重新評價(jià)航天飛機(jī)。而上世紀(jì)80年代中后期，中國航天專家在863計(jì)劃出臺(tái)后，就對載人航天技術(shù)途徑進(jìn)行反復(fù)論證，這其中即有航天飛機(jī)與載人飛船之爭。
　　
　　
　　吳季分析，“哥倫比亞”號失事使NASA更加認(rèn)識到，飛行了20多年后的航天飛機(jī)仍難確保安全，并投入了巨大的人力和財(cái)力對安全問題進(jìn)行復(fù)查。但30多年前設(shè)計(jì)的航天飛機(jī)，在電子學(xué)系統(tǒng)方面，特別是計(jì)算機(jī)軟硬件方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)代，修修補(bǔ)補(bǔ)已經(jīng)不能確保其安全了。
　　
　　“哥倫比亞”號失事調(diào)查報(bào)告中亦提及，事故原因在一定程度上需追溯到冷戰(zhàn)后的政策環(huán)境，當(dāng)美蘇航天競賽不再存在，而又沒有其他同等重要的政治目標(biāo)來接替這一支撐點(diǎn)時(shí)，NASA很難得到預(yù)算增加，而NASA一味追求航天飛機(jī)的發(fā)射進(jìn)度，安全管理日益松懈，加之受資金短缺困擾，故釀成此事故。
　　
　　中國空間技術(shù)研究院研究員、《國際太空》雜志編審龐之浩認(rèn)為，這是戰(zhàn)略性的失誤。航天飛機(jī)只在運(yùn)載能力強(qiáng)、乘坐舒適方面表現(xiàn)突出，而其最初所設(shè)計(jì)的可重復(fù)使用、成本低等都成了短板。美國賦予航天飛機(jī)太多的功能，以致不得不面臨力不從心的境地。
　　
　　“挑戰(zhàn)者”號失事讓美國人反思，是否值得冒著生命危險(xiǎn)去部署和修理衛(wèi)星。之后NASA將發(fā)射商業(yè)和軍事衛(wèi)星的任務(wù)交給一次性火箭來完成，而不再使用航天飛機(jī)。2003年“哥倫比亞”號失事后，事故調(diào)查委員會(huì)則要求在2010年對航天飛機(jī)進(jìn)行重新認(rèn)證，或干脆讓其退役，這標(biāo)志著航天飛機(jī)時(shí)代開始走向終點(diǎn)。
　　
　　不少航天專家認(rèn)為，航天飛機(jī)是超越時(shí)代的產(chǎn)物。美國依阿華大學(xué)的空間科學(xué)家詹姆斯·范艾倫說，“航天飛機(jī)可能比它應(yīng)處的時(shí)代約領(lǐng)先了20年到50年?！薄都~約時(shí)報(bào)》早在1981年就曾分析認(rèn)為，只有同時(shí)發(fā)展空間拖船之類的軌道間運(yùn)輸系統(tǒng)，才能發(fā)揮航天飛機(jī)的潛在的經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)。由于受到經(jīng)費(fèi)限制，這類先進(jìn)的軌道間運(yùn)輸系統(tǒng)，還沒有列入當(dāng)時(shí)確定的研制計(jì)劃之中。這也使航天飛機(jī)本身可能提供的經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)受到了很大的限制。
　　
　　不過吳季認(rèn)為，這并不意味著若干年后，航天飛機(jī)技術(shù)會(huì)卷土重來。因?yàn)殡S著計(jì)算機(jī)和航天技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)完全可以解決自動(dòng)貨運(yùn)飛船問題，貨物運(yùn)輸不需要重復(fù)使用，貨物運(yùn)輸完以后，在大氣層燒毀的部分非常便宜，也沒必要回收。
　　
　　更遠(yuǎn)大的深空目標(biāo)
　　
　　在美國政府2011財(cái)年預(yù)算申請報(bào)告中，值得注意的是，明確支持私營企業(yè)參與低地球軌道載人航天事業(yè)，鼓勵(lì)私營企業(yè)開發(fā)更便宜的火箭和太空艙。
　　
　　由于美國政府面臨嚴(yán)重赤字問題，NASA被迫削減預(yù)算，2012年預(yù)算將降低到2010年的水準(zhǔn)，也迫使其加速探索太空商業(yè)化的腳步，希望商業(yè)化帶來的競爭能增加太空探測的效能，并達(dá)到降低成本的目的。
　　
　　NASA于2006年就撥款5億美元用以推動(dòng)太空商業(yè)化，并成立“商業(yè)航天員和飛行器辦公室”，希望以此計(jì)劃發(fā)展低地球軌道運(yùn)行，為進(jìn)入火星做準(zhǔn)備。
　　
　　2006年，NASA選定太空探索技術(shù)公司（Space X）和軌道科學(xué)公司（Orbital Science）為民營合作伙伴，之后與Space X簽訂16億美元合約，用以執(zhí)行12次飛行；與Orbital Science 簽訂19億美元合約，用以執(zhí)行8次飛行。兩家公司所領(lǐng)任務(wù)將于2016年12月31日執(zhí)行完畢。
　　
　　2009年，NASA另外以5000萬美元成立商業(yè)機(jī)組人員服務(wù)發(fā)展計(jì)劃。今年4月，波音、藍(lán)源（Blue Origin）、內(nèi)華達(dá)山脈（Sierra Nevada）及Space X等四家公司獲得了NASA為期一年、總額2.69億美元的支持，用來研發(fā)新一代航天載人運(yùn)輸工具。
　　
　　美國政府將載人運(yùn)載器的研制下放到企業(yè)，采用了無人運(yùn)載火箭的采購方式，即讓企業(yè)做主承包方，而NASA只負(fù)責(zé)提供安全標(biāo)準(zhǔn)。
　　
　　NASA的公共事務(wù)官員Michael Braukus告訴《財(cái)經(jīng)》記者，雖有多家航天公司競爭，但NASA從未擔(dān)心會(huì)產(chǎn)生市場泡沫，因?yàn)橹白隽顺浞值氖袌稣{(diào)研工作。
　　
　　如果這幾家承包公司無法按時(shí)推出航天服務(wù)，NASA將被迫使用“獵戶座”多用途載人飛船和太空發(fā)射系統(tǒng)SLS為國際空間站提供服務(wù)。
　　
　　由于NASA的推動(dòng)，在美國興起了太空科技公司的創(chuàng)業(yè)潮。NASA前科學(xué)部門領(lǐng)導(dǎo)阿蘭·斯特恩（Alan Stern）對《財(cái)經(jīng)》記者表示，商業(yè)競爭帶來的創(chuàng)新和低價(jià)，將使搭載航天員的飛行更普遍，并且在全美各地創(chuàng)造幾千個(gè)高薪資的工作。吳季認(rèn)為，引入市場機(jī)制后，企業(yè)可以通過掌握載人航天運(yùn)載技術(shù)獲得利潤，比如發(fā)展太空旅游等。而NASA走出這一步，真正改善了管理機(jī)制，可能會(huì)大大地提高效率，降低成本。
　　
　　美國西南研究院為一個(gè)四年的低軌道科學(xué)計(jì)劃做了130萬美元預(yù)算，現(xiàn)為該院研發(fā)副總裁的阿蘭·斯特恩等三人已經(jīng)預(yù)定了航天器座位。如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，研究人員將于2013年年中升空。期間，一張航天旅行的票價(jià)可能降至10萬－20萬美元。
　　
　　不過，目前除了衛(wèi)星發(fā)射用的運(yùn)載火箭，NASA依然是美國航天的牽頭者，企業(yè)主導(dǎo)不了任何計(jì)劃和項(xiàng)目。北京空間科技信息研究所研究員王景泉認(rèn)為，這也意味著，NASA主體任務(wù)要回歸到最前沿的科學(xué)和核心技術(shù)研究中去，向技術(shù)難度和不確定性更大的目標(biāo)探索。
　　
　　深空探測包含了國家利益、科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新等諸多成分，而美國人常常愿意承擔(dān)探測的風(fēng)險(xiǎn)。美國麻省理工學(xué)院發(fā)表的《載人航天的未來》報(bào)告提出，如今只有更高遠(yuǎn)的探測目標(biāo)才能成為載人航天冒險(xiǎn)和花錢的理由。
　　
　　為了保持其在載人航天領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，美國認(rèn)為應(yīng)把重點(diǎn)放到深空探測上，并且應(yīng)以創(chuàng)新的方式來取得這種領(lǐng)先。目前，NASA主導(dǎo)的“火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”項(xiàng)目已花費(fèi)25億美元，預(yù)計(jì)今年發(fā)射，將采集火星土壤樣本和巖芯，對現(xiàn)在或過去微生物存在的有機(jī)化合物和環(huán)境條件進(jìn)行分析。最新消息稱，“火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”已經(jīng)選好登陸地點(diǎn)。
　　
　　不過，也有競爭對手，預(yù)計(jì)今年發(fā)射的俄羅斯“福布斯-土壤”項(xiàng)目，其上搭載了中國制造的第一個(gè)火星探測器——螢火一號，“火衛(wèi)-土壤”探測器將在火衛(wèi)一提取土壤樣本后返回地球，而該項(xiàng)目的主體部分和螢火一號將繼續(xù)觀測火星氣候狀況和附近太空環(huán)境，研究火星的電離層、磁場、周圍空間環(huán)境等。
　　
　　新的太空爭霸賽苗頭顯現(xiàn)。美、俄、中、日、印及歐洲宇航局等都相繼制訂了或正在醞釀制訂火星探測計(jì)劃。