文/遲惑

到目前為止，所有的貨運(yùn)飛船都是軸對稱體，包括圓柱體、圓錐體、鐘形體，等等。但是，美國內(nèi)華達(dá)山脈航天公司卻有一種獨(dú)特的型號，那就是“追夢者”。在客運(yùn)貨運(yùn)問題上，它和其他所有型號也全都不一樣，這原本是作為一種載人飛船研制的，但是遭受挫折之后，退而求其次，變成了貨運(yùn)飛船。

唯一的航天飛機(jī)方案

“追夢者”是一種可重復(fù)使用的升力體航天飛機(jī)。實際上從氣動外形來看，“追夢者”更像是上世紀(jì)60年代HL-20空天飛機(jī)的繼承者，而不是航天飛機(jī)。在這個型號之前，美國宇航局和美國軍方開展了一系列空間飛機(jī)的研究，包括X-20“動力滑翔”，諾斯羅普公司的M2-F2、M2-F3、HL-10，馬丁公司的X-24A、X-24B、X-23。

“追夢者”最初打算競爭國際空間站的商業(yè)載人運(yùn)輸服務(wù)合同，但因為技術(shù)難度大、研制周期趕不上美國宇航局的需求，輸給了“載人龍”和“星際線”?！白穳粽摺蓖硕笃浯?，改成貨運(yùn)型號，不但競爭國際空間站的貨運(yùn)合同，也要競爭后續(xù)商業(yè)化空間站合同，其中包括美國宇航局的“近地軌道目的地”。等到貨運(yùn)型投入使用并且技術(shù)成熟，就可以如同貨運(yùn)型龍飛船一樣，改造成載人飛行器，往返于近地軌道和地面之間。

追夢者與空間站對接示意圖，旁邊還有一艘進(jìn)步號貨運(yùn)飛船

追夢者航天飛機(jī)與國際空間站對接想像圖

“追夢者”和其他貨運(yùn)飛船的主要區(qū)別在于降落方式。它打算用聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司的“火神”火箭發(fā)射，配用“半人馬座”上面級，也可以用歐空局的阿里安火箭發(fā)射。但是在返回地球的時候，它不用降落傘也不用反推火箭，而是像航天飛機(jī)那樣，在常規(guī)跑道上自主水平降落。

既然是空天飛機(jī)的理念，“追夢者”的熱防護(hù)系統(tǒng)就與飛船有很大區(qū)別。在“追夢者”的腹部和上部，覆蓋著所謂的鋼化一體式纖維可重復(fù)使用抗氧化陶瓷（TUFROC），在機(jī)鼻和機(jī)翼前緣的熱防護(hù)能力最強(qiáng)。

“追夢者” 軌道器尾部

“追夢者”軌道器的主結(jié)構(gòu)

莫名其妙的出圈

“追夢者”的研制計劃于2004年9月20日公開發(fā)布。2007年4月，最初的研制企業(yè)SpaceDev宣布，已與聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司合作，并考慮用宇宙神5火箭發(fā)射“追夢者”。2007年6月，SpaceDev與美國宇航局簽署合同。第二年10月21日，內(nèi)華達(dá)山脈公司以3800萬美元收購了SpaceDev公司，主要資產(chǎn)當(dāng)然就是“追夢者”。

2010年2月1日，內(nèi)華達(dá)山脈公司獲得了2000萬美元的種子資金，用于美國宇航局商業(yè)載人開發(fā)（CCDev）的第一階段項目。4個計劃里程碑順利完成，包括推力器地面試車和初步結(jié)構(gòu)設(shè)計。此后在美國宇航局德萊頓飛行研究中心進(jìn)行了15%縮比版本的降落試驗。

2010年10月，內(nèi)華達(dá)山脈公司向美國宇航局提出了CCDev第二階段招標(biāo)的“追夢者”，預(yù)計項目成本不到10億美元。美國宇航局在2011年4月18日向內(nèi)華達(dá)山脈公司撥付了8000萬美元的合同金額，此后又完成了多個里程碑的工作，包括改進(jìn)機(jī)翼測試、綜合飛行軟件和硬件、起落架、全尺寸系留運(yùn)載飛行測試和系統(tǒng)需求審查。

2012年2月，內(nèi)華達(dá)山脈公司表示，完成了第一艘“追夢者”飛行樣機(jī)主要結(jié)構(gòu)的組裝和交付。至此，內(nèi)華達(dá)山脈公司完成了所有11個CCDev里程碑。公司在一份新聞稿中表示，自己“按時、按預(yù)算”完成了工作。

2012年6月12日，內(nèi)華達(dá)山脈公司宣布，和美國宇航局蘭利中心聯(lián)合設(shè)計和開發(fā)“追夢者”。聯(lián)合團(tuán)隊對“追夢者”進(jìn)行了空氣動力學(xué)和氣動熱分析，以及制導(dǎo)、導(dǎo)航和控制系統(tǒng)分析。

2012年8月和10月，“追夢者”分別完成了第一個、第二個里程碑，即“項目實施計劃審查”和“綜合系統(tǒng)基線審查”

2012年8月3日，美國宇航局宣布向內(nèi)華達(dá)山脈公司撥款2.125億美元，以繼續(xù)在商業(yè)乘員綜合能力（CCiCap）項目下開發(fā)“追夢者”。

“追夢者”軌道器的外形

“追夢者”轉(zhuǎn)運(yùn)

2013年1月30日，內(nèi)華達(dá)山脈公司宣布與洛·馬公司建立新的合作關(guān)系。根據(jù)協(xié)議，內(nèi)華達(dá)山脈公司將向洛·馬公司支付1000萬美元，用于在路易斯安那州新奧爾良的Michoud工廠建造第二架飛行器。第二架飛行器預(yù)計將成為第一架軌道試驗飛行器，軌道飛行試驗計劃在未來兩年內(nèi)開始。

2013年1月，內(nèi)華達(dá)山脈公司宣布，2013年3月，將在加利福尼亞州愛德華茲空軍基地進(jìn)行第二次掛載攜帶和第一次無動力下落測試。航天飛機(jī)的釋放將在3700米的高度進(jìn)行，隨后將進(jìn)行自動機(jī)器人著陸。

2013年3月13日，美國宇航局宣布，前航天飛機(jī)指令長李·阿坎博打算辭職加入內(nèi)華達(dá)山脈航天公司。阿坎博曾是一名戰(zhàn)斗飛行員，曾經(jīng)參加阿特蘭蒂斯號和發(fā)現(xiàn)號航天飛機(jī)飛行。他加入“追夢者”項目后，將承擔(dān)系統(tǒng)工程師和試飛員的工作。

2013年10月26日，“追夢者”模型實施首次自由飛行。模型用直升機(jī)吊到空中后釋放，飛行過程還算正常，但在著陸前，左側(cè)主起落架未能展開，導(dǎo)致模型墜毀。

2014年1月，內(nèi)華達(dá)山脈公司宣布已簽署發(fā)射合同，將于2016年11月在機(jī)器人控制的軌道試驗飛行中駕駛首個軌道試驗飛行器。

2014年初，山脈公司完成了風(fēng)洞測試，作為CCiCap里程碑的一部分。風(fēng)洞試驗包括分析飛行器在軌道上升和再入期間的飛行動力學(xué)特性?！白穳粽摺卑⑻乩刮逄柧C合發(fā)射系統(tǒng)的風(fēng)洞試驗也已完成。這些試驗是在加利福尼亞州莫菲特菲爾德的美國宇航局艾姆斯研究中心、紐約的CALSPAN跨音速風(fēng)洞和弗吉尼亞州漢普頓的美國宇航局蘭利研究中心統(tǒng)一計劃風(fēng)洞完成的。

運(yùn)輸途中的“追夢者”

但是，到了2014年9月16日，美國宇航局并沒有把商業(yè)載人計劃的下一階段合同授予“追夢者”，而是波音公司和太空探索技術(shù)公司中標(biāo)。9月26日，內(nèi)華達(dá)山脈公司向美國政府問責(zé)局（GAO）提出抗議。到了2014年10月22日，聯(lián)邦法院裁定美國宇航局的決策沒有問題。

但是內(nèi)華達(dá)山脈公司沒有放棄，2014年12月2日，內(nèi)華達(dá)山脈公司宣布完成了一個新的里程碑，涉及“追夢者”的推進(jìn)系統(tǒng)。到12月底，美國宇航局拋棄“追夢者”的細(xì)節(jié)浮出水面，“機(jī)構(gòu)的一位高級官員”——也就是美國宇航局負(fù)責(zé)載人飛行的副局長威廉姆·格斯特梅爾，故意把波音公司的排名往前提了一位，才導(dǎo)致了追夢者落選。格斯特梅爾可能“單方面改變評分標(biāo)準(zhǔn)，越權(quán)了”。但是2015年1月5日GAO駁回了內(nèi)華達(dá)山脈的質(zhì)疑。

“追夢者”航天飛機(jī)具有很好的復(fù)用能力和自動著陸能力，飛行中過載很低，非常適合運(yùn)送航天員和載荷返回地球

貨運(yùn)版入圍

就在打官司的同時，2014年12月，內(nèi)華達(dá)山脈公司提出了“追夢者”貨運(yùn)版計劃，競標(biāo)美國宇航局的第二階段國際空間站貨運(yùn)服務(wù)——CRS-2。美國宇航局這次沒有拒絕。2016年1月，美國宇航局宣布，“追夢者”獲得CRS-2合同，并承諾購買至少6次國際空間站再補(bǔ)給任務(wù)，和太空探索技術(shù)公司的“貨運(yùn)龍”、諾斯羅普·格魯曼公司的“天鵝座”并列。

但內(nèi)華達(dá)山脈公司表示，它“從未停止過”載人版本的開發(fā)工作，等貨運(yùn)版研制成功后再行推出。2021年11月，內(nèi)華達(dá)山脈公司稱，該公司募集到了14億美元的A輪融資，將用于在2025年前開發(fā)載人版本的“追夢者”。

2021年10月25日，內(nèi)華達(dá)山脈公司和藍(lán)色起源公司聯(lián)合宣布，將共同打造新一代“軌道環(huán)礁”空間站，競標(biāo)美國宇航局的商業(yè)化低軌道載人空間站任務(wù)，旨在成為一個“多用途商業(yè)園區(qū)”?！白穳粽摺睂⒊蔀槿藛T和貨物運(yùn)輸航天器之一。

“追夢者”的貨運(yùn)版本被稱為“追夢者”貨運(yùn)系統(tǒng)（DCCS），計劃于2023年1月開發(fā)完成，并根據(jù)美國宇航局的商業(yè)貨運(yùn)補(bǔ)給服務(wù)-2（CRS-2）計劃，向國際空間站運(yùn)送貨物?！白穳粽摺必涍\(yùn)系統(tǒng)攜帶一個安裝有太陽能電池板的貨艙，一次性使用。

追夢者航天飛機(jī)著陸試驗

追夢者航天飛機(jī)在測試中

展出的“追夢者”軌道器模型

為了滿足CRS-2指南的要求，“追夢者”貨運(yùn)系統(tǒng)要把機(jī)翼折疊，這樣才能裝進(jìn)直徑為5米的有效載荷整流罩內(nèi)，而原先設(shè)計的載人版“追夢者”是不打算采用整流罩的。之所以要考慮整流罩，是為了允許貨運(yùn)版能夠在各種運(yùn)力足夠的火箭上發(fā)射，如“阿里安5”和“宇宙神5”。貨運(yùn)版“追夢者”上行能力為5000千克加壓貨物和500千克非加壓貨物，可以帶走3250千克垃圾，扔進(jìn)大氣層燒毀，并且把1750千克貨物帶回地面。

2019年8月14日，內(nèi)華達(dá)山脈航天公司宣布將用聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司的火神火箭發(fā)射所有6次CRS-2任務(wù)，第一次飛行準(zhǔn)備在2021底實施，但是后來又宣布，首次飛行將推遲到2023年1月。

2021年11月19日，內(nèi)華達(dá)山脈公司還宣布，它正在考慮研制“追夢者”的第三個版本，專門用于軍事和情報任務(wù)，但細(xì)節(jié)沒有透露。

上文中談到的一次性貨艙稱為“流星”艙，是一個4.6米長的附件，據(jù)說總貨運(yùn)能力達(dá)到4500千克，其中包括了加壓和非加壓貨物?！白穳粽摺钡睦暹\(yùn)功能也是由該艙段承擔(dān)的。除了運(yùn)載貨物外，“流星”艙還攜帶了發(fā)電能力6千瓦的太陽能電池板。它具有自主的熱控能力，有6個推力器來實現(xiàn)軌道和姿態(tài)控制，可以和國際空間站的不同制式接口對接。航天員要先進(jìn)入“流星”艙，再通過另一個艙門進(jìn)入“追夢者”。內(nèi)華達(dá)山脈公司表示，“流星”艙也適用于研制中的“低軌道目的地”空間站。

除了美國宇航局，內(nèi)華達(dá)山脈公司還積極向其他用戶推銷“追夢者”。2013年12月，德國航空航天中心（DLR）宣布，要調(diào)研歐洲是不是能利用“追夢者”的技術(shù)。該項目名為“歐洲使用的追夢者”（DC4EU），用來向國際空間站運(yùn)送船員和貨物，還可以執(zhí)行更高軌道的任務(wù)。

到2014年1月，歐空局同意成為DC4EU項目的合作伙伴。歐空局還研究了“歐洲化”“追夢者”的發(fā)射方案，特別是它是否可以從圭亞那航天中心用阿里安5火箭發(fā)射。但是為了簡化空氣動力學(xué)問題，必須把“追夢者”裝在整流罩內(nèi)發(fā)射。阿里安5號在設(shè)計之初是考慮了載人能力的，一度打算用來發(fā)射“赫爾墨斯”航天飛機(jī)，也出現(xiàn)過發(fā)射載人飛船的構(gòu)想。但這些項目后來都被取消了。