竹里
美國宇航局肯尼迪航天中心的亞特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)。
北京時(shí)間2011年7月21日下午5時(shí)56分,美國航天飛機(jī)“亞特蘭蒂斯”號(hào)在肯尼迪航天中心安全著陸,美國航天飛機(jī)迎來了最終謝幕的時(shí)刻。回顧其30年歷程,有人稱贊它為人類探索宇宙立下功勞,成為“美國”和“科技”的代名詞;也有人斥之為勞民傷財(cái),是“戰(zhàn)略錯(cuò)誤”“誤入歧途”。
無論怎樣評(píng)價(jià),一個(gè)時(shí)代落幕。正如美國航天局局長博爾登所說,美國航天的歷史“翻過了一頁”。在之前的30年間,美國的哥倫比亞號(hào)、挑戰(zhàn)者號(hào)、發(fā)現(xiàn)號(hào)、亞特蘭蒂斯號(hào)和奮進(jìn)號(hào)5架航天飛機(jī)先后共執(zhí)行了135次任務(wù)。
1957年蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射,拉開了美蘇太空競賽的序幕。在這一大背景下,美國開始考慮建造航天飛機(jī)。按照美國的設(shè)想,航天飛機(jī)是一種像飛機(jī)那樣水平著陸、往返于太空和地面之間、可重復(fù)使用的航天器。在“阿波羅”登月的1969年,時(shí)任美國總統(tǒng)尼克松宣布啟動(dòng)航天飛機(jī)項(xiàng)目,開始進(jìn)行航天飛機(jī)的可行性和技術(shù)條件的研究。
1977年,以科幻劇《星際迷航》中飛船名字命名的首架航天飛機(jī)“企業(yè)”號(hào)問世,它首次由波音747飛機(jī)馱著進(jìn)行了機(jī)載試驗(yàn),并在兩個(gè)月后成功完成了一次自由飛行測試。由于“企業(yè)”號(hào)屬于研究階段的產(chǎn)物,沒有進(jìn)行正式的太空飛行,它作為一個(gè)測試平臺(tái),發(fā)射過多次,從未載過人,但其試驗(yàn)數(shù)據(jù),為第一架實(shí)用航天飛機(jī)“哥倫比亞”號(hào)的升空奠定了基礎(chǔ)。
作為美國首架正式服役的航天飛機(jī),1981年4月12日“哥倫比亞”號(hào)首次執(zhí)行代號(hào)STS-1的任務(wù),繞地球飛行36周后安全著陸,正式開啟了美國宇航局(NASA)的太空運(yùn)輸系統(tǒng)計(jì)劃。2003年1月16日,“哥倫比亞”號(hào)進(jìn)行了第28次飛行,同年2月1日,其在重返大氣層時(shí)與控制中心失去聯(lián)絡(luò)。
不久后美國宇航局確認(rèn),航天飛機(jī)在得克薩斯州上空爆炸解體,機(jī)上7名太空人全數(shù)罹難。造成整起事故的禍?zhǔn)祝峭獠咳剂舷浔砻媾菽牧习惭b過程中存在缺陷。
航天飛機(jī)的問世引起其他國家紛紛效仿。作為太空競賽的對(duì)手,蘇聯(lián)在上世紀(jì)80年代建造了與“哥倫比亞”號(hào)極其相似的“暴風(fēng)雪”號(hào),但它僅無人試飛一次就因成本過高而被放棄;日本以及法國、德國和英國等歐洲國家的研制計(jì)劃先后失敗或中止。因此,唯有美國擁有航天飛機(jī),成為科技實(shí)力和國力的象征。
在某種程度上,航天飛機(jī)時(shí)代能持續(xù)如此長久,已讓世人驚訝,因?yàn)檫@個(gè)項(xiàng)目從一開始就充滿爭議。美國航天局前局長格里芬曾在國會(huì)說,航天飛機(jī)是“過時(shí)觀念的產(chǎn)物”“先天就有缺陷”。2004年,時(shí)任美國總統(tǒng)布什決定,航天飛機(jī)將全部退役,并研制另一種可載人登月以及最終登陸火星的航天器。
據(jù)統(tǒng)計(jì),美國共制造了6架航天飛機(jī),除“企業(yè)”號(hào)從未飛上太空、“挑戰(zhàn)者”號(hào)和“哥倫比亞”號(hào)先后失事外,“發(fā)現(xiàn)”號(hào)和“奮進(jìn)”號(hào)已分別于今年3月和6月完成“絕唱”之旅?!鞍⑻靥m蒂斯”號(hào)升空是美國所有航天飛機(jī)的謝幕飛行。
退役后的這3架航天飛機(jī),連同最初的“企業(yè)”號(hào),在美國的多家博物館重新“上崗”,發(fā)揮余熱。135次飛行,355名宇航員,8億多公里行程,運(yùn)送1750噸貨物……這是美國航天飛機(jī)項(xiàng)目30年留下的紀(jì)錄。
美國航天局希望航天飛機(jī)能重復(fù)使用100次,將來像客機(jī)那樣每周都有太空航班,普通人也付得起票價(jià),但事與愿違。單個(gè)航天飛機(jī)項(xiàng)目支出1960億美元,分?jǐn)偟矫看伟l(fā)射成本就高達(dá)15億美元,運(yùn)送1千克有效載荷也一直卡在1萬美元的瓶頸。
由于經(jīng)費(fèi)有限、進(jìn)度緊張,設(shè)計(jì)航天飛機(jī)時(shí),只能采用助推火箭和外儲(chǔ)箱與軌道器并聯(lián)的方案,從而留下了安全隱患。最終設(shè)計(jì)制造出的航天飛機(jī)已不是最初的設(shè)想,而是折中的產(chǎn)物。雖然節(jié)約了航天飛機(jī)的制造成本,但發(fā)射成本大幅升高,總成本反而增加。由于預(yù)算受限,航天飛機(jī)自2011年退役后,美國已無力設(shè)計(jì)制造下一代航天飛機(jī)。
不過,這種類型的航天器卻并未退出歷史舞臺(tái)。除了美國軍方研制成功小型號(hào)軍用航天飛機(jī)X-37B之外,美國還借助私營企業(yè)的力量,讓新型航天飛機(jī),重新進(jìn)入大眾視野。
2016年1月21日,美國國家航空航天局宣布:軌道ATK公司、太空探索技術(shù)公司(SpaceX)和內(nèi)華達(dá)山脈公司(SNC)贏得第二輪國際空間站商業(yè)貨運(yùn)任務(wù)合同。
追夢者,就是一款利用火箭垂直發(fā)射升空、能像飛機(jī)那樣水平著陸返回的迷你航天飛機(jī)。它長9米、直徑7米、總重為11噸,比以往的航天飛機(jī)要輕和小得多,最多可搭載7名乘員。結(jié)構(gòu)采用了大量最先進(jìn)的復(fù)合材料,其在軌動(dòng)力來自兩臺(tái)推力可調(diào)的固體與液體混合的火箭發(fā)動(dòng)機(jī),推進(jìn)劑采用端羥基聚丁二烯和一氧化二氮。
“追夢者”的設(shè)計(jì)方案,采用的是美國國家航空航天局多年積累的技術(shù),其實(shí)就是美國國家航空航天局研發(fā)的HL-20升力體構(gòu)型。由于“追夢者”具備在國際空間站停靠和與之對(duì)接的能力,它不但可以方便快速地交付貨物和重新裝載,還能在普通機(jī)場著陸,進(jìn)行15次飛行的重復(fù)使用。
除了出現(xiàn)上述商業(yè)航天公司之外,美國還出現(xiàn)了許多發(fā)展商業(yè)空間站、太空旅游和火星探索的私營公司。美國的商業(yè)載人航天項(xiàng)目既取得了驚人的成效,也發(fā)生了重大事故。美國采用政府與市場雙輪驅(qū)動(dòng)太空探索的政策和提供的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),將對(duì)世界航天事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。