被美国淘汰的航天飞机,怎么又被中国捡起来复活了?(图)

10月29日上午举行的神舟十九号载人飞船专题新闻发布会上，中国载人航天工程新闻发言人林西强表示，2023年发布了空间站低成本货物运输系统总体方案征集公告，最终，中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所的“昊龙”货运航天飞机方案和中国科学院微小卫星创新研究院的轻舟货运飞船方案胜出，获得工程飞行验证阶段合同。


这个消息立即引起各方关注，其中不但涉及中国空间站的未来宏伟规划，而且还出现了一种久违的航天器名称——航天飞机！中国要建造新型航天飞机，成为各界讨论的热门话题。


众所周知，美国在上世纪80年代研制的航天飞机曾红极一时，成为美国进出太空的主要工具。但伴随着两次令世界震惊的爆炸事故，美国航天飞机最终在2011年黯然退场。而苏联的暴风雪号航天飞机，只完成了一次无人飞行就彻底告别太空。目前全球主流的天地往返工具，又重新回到了飞船时代。那么中国为何要建造“过时”的航天飞机呢？ 事实上，航天飞机的设计概念一直得到航天界的肯定，它在本质上是将飞机与航天器的优点结合起来：在大气层内可以像飞机那样，利用机翼产生的升力滑翔，节省大量燃料；在太空飞行阶段，则可以利用宽大的货舱运送大尺寸货物。美国航天飞机被淘汰，主要原因还是远远没有达到设计指标：按照美国国家航空航天局（NASA）的要求，航天飞机自身可以重复使用100次，理想状态下应该像普通飞机一样快速重复使用、最短发射间隔压缩到一两周，这样通过高频次的大量重复使用，保持每年平均发射24次的节奏（在当时看来已经很高了），进而大幅降低航天发射的成本。


实际上，由于当时的技术限制，航天飞机根本无法做到简单维修就再次发射。特别是1986年挑战者号航天飞机因为密封圈失效而发生空中解体、导致7名美国宇航员遇难的惨剧后，每次航天飞机发射前都要花费大量时间进行检测和维修，导致发射时间间隔被严重拖长，理想情况下，每年也仅能进行5-6架次的发射。而2003年哥伦比亚号航天飞机在降落阶段时，因为隔热瓦破损而爆炸解体，进一步加大了航天飞机的检修压力。最终美国航天飞机退役时，全部5架航天飞机总共才进行了135架次飞行，平均下来号称可以重复使用的航天飞机，实际运营成本却远在一次性飞船之上。此后无论是美国还是中国，发展新一代载人航天器时都首选了飞船而不是航天飞机。 但从美国航天飞机的惨痛经历也可以看出，它的失败并非是思路问题，而是当时技术不成熟带来的恶果。事实上，从SpaceX公司研制的载人“龙”飞船和“星舰”等新一代航天器上可以看出，借助新型材料和传感器技术，能够在很大程度上改善和克服早先航天飞机的缺陷。 如今五角大楼不断测试的X-37B，其实就被认为是一种无人驾驶的小型航天飞机。这也符合当前全球航天界的潮流——在技术不够成熟的情况下，先用无人航天器在实际运用中积累经验和不断改进，例如SpaceX公司的无人货运版“龙”飞船就早在载人“龙”飞船之前，为国际空间站提供了多年的货运服务。


从这个角度说，美国并没有放弃航天飞机的思路，之所以没有出现新的航天飞机，其实是当前美国的技术能力实在达不到——看看波音的“星际客机”飞船的惨样就知道了……某种意义上看，SpaceX的“星舰”超重型火箭的第二级“星舰”飞船，可以在大气层内利用气动性能控制飞行姿态降落，其实也算得上是航天飞机的改进版本。 因此考虑到航天飞机的确存在明显的性能优势，以及它与未来空天飞机明显的技术继承关系，中国决定将航天飞机作为新一代天地往返工具非常合理。如今中国的“昊龙”货运航天飞机显然也是延续同样的思路——先发展无人版本积累经验，再发展载人型号。


据中国航空工业集团介绍，“昊龙”货运航天飞机是为了进一步降低中国空间站货物运输成本，由中国航空工业集团成都所自主设计研制的一型带翼可重复使用商业航天飞行器，用于开展低成本的空间站货物运输任务。飞行器采用大翼展、高升阻比、可重复使用飞行器技术方案，通过运载火箭发射并与空间站交会对接，脱离空间站后经离轨制动、再入飞行在机场跑道水平着陆，完成检测维护后可再次执行任务。“昊龙”货运航天飞机具有较大的货物上下行能力、优良的飞行环境及处置保障效率，可通过多次重复使用进一步降低空间站货物运输成本，与现有货物运输系统共同构建安全可靠、形式多样、灵活高效的空间站天地货物运输体系，为中国载人航天工程积极贡献航空智慧和航空力量。 中国的航天飞机，终于“官宣”了 据环球网10月30日报道，今天凌晨，一枚长征二号F型运载火箭从酒泉发射中心腾空而起，而这枚火箭上运载的，是我国神舟19号飞船的3名航天员。几个小时后，神舟19号飞船成功与天宫空间站对接，神舟19号航天员班组进入在轨工作状态。


（神舟19号发射升空） 正所谓“双喜临门”，在神舟19号载人飞行任务的新闻发布会上，我国载人航天工程新闻发言人林西强还宣布了一个重量级的消息，那就是一直“神龙见首不见尾”的、传说中的“中国航天飞机”，终于敲定官宣了。 据介绍，经过几轮激烈竞选、成功从多份方案中脱颖而出的，是来自大名鼎鼎的成飞研究所的“昊龙”货运航天飞机方案。该方案将成为我国未来运营使用的主要低成本货运航天器，执行对天宫空间站的货物运输任务。


（设想中的“昊龙”货运飞船接近天宫空间站） 据悉，目前“昊龙”航天飞机成熟度较高，并已通过检验、进入工程飞行验证阶段，这意味着该航天飞机的“真面目”有望在不久后正式公开。当然，在即将举行的第15届珠海航展上，该航天飞机的模型也将在中航工业集团的商业空天展位进行全方位展示——而这是否意味着，该航天飞机未来可能不仅仅承担我国的航天任务，别的国家也可以“掏钱坐飞机”？


（昊龙航天飞机对接空间站） 航空观察人士指出，“昊龙”方案具有明显的高升阻比外形和较大的气动翼展，其大气内气动性能优越性值得期待；并且该机的外形尺寸与美国波音公司的X-37轨道试验飞行器类似，因此预计“昊龙”将是一艘无人操控（可能搭载人工智能）的无人太空飞船，能够携带1.8吨的有效载荷进入天宫空间站轨道进行补给和设备的运送，并且在紧急情况下可能也能承担航天员的撤离任务。


（美国的X-37B航天飞机） 相比起传统的载人大型航天飞机（如美国的STS航天飞机和苏联的“暴风雪”号），“昊龙”这种无人操纵的小型航天飞机虽然有效载荷较低，无法和动辄向国际空间站投送16吨货物的STS航天飞机相比，但它的主要优势就是“便宜量大”——否则也不敢说是“低成本货运航天飞机”了。 相比传统大型航天飞机，可以多次重复使用的“昊龙”一不需要搭载昂贵且危险的液氢液氧发动机，二不需要超重型运载火箭才能搭载升空，更不用打造什么专门的“运输工具”，这使得它的制造、运营成本和安全系数都得到了极大的改善，更不会危及宝贵的航天员的生命安全。对于正处于应用开发阶段的天宫空间站来说，它会是绝佳的运输补给、重要部件以及科研器材上太空的飞行平台。


（庞大的“暴风雪”号如今已被废弃） “昊龙”的问世，一方面意味着我国载人、货运航天的技术实力和运营实力至少已经达到了美国的X-37B飞船水平，并且有很大的可能性在未来投入对空间站的货运任务中。届时，中国将成为继美国和苏联航天飞机相继退役后，全球唯一一个还在运营航天飞机向空间站运输物资补给的国家（X-37目前不具备货运能力）。 另一方面，它的问世也将进一步强化我国天地往返运力，推进我国太空探索事业的发展，将加快我国天宫空间站的建设和完善工作。在这种情况下，可能将推动更多国家与中国一道展开太空探索——当然，坚持《沃尔夫法案》不松口、拒绝和中国共同和平探索太空的美国，恐怕只能看着中国的进步而干瞪眼了。