当地时间5月30日，载人龙飞船乘坐猎鹰9号火箭从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心的39A发射台起飞。照片/美国宇航局
随着 SpaceX 的龙飞船在 5 月底成功首次载人发射，美国重新获得了载人航天能力。航天飞机退役九年后，美国又回到了航天飞机的轨道上。
近半个世纪以来，航天飞机与飞船的航线之争似乎已经写下了答案。目前，美国、中国、俄罗斯等多国都在研发新一代载人飞行器，选择的选择是航天器。
但创造辉煌时代的航天飞机从未被遗忘，时至今日还有两架新型航天飞机仍在研制中。航天专家认为，航天飞机和航天器各有优势，没有必要完全否定航天飞机。但在载人深空探索时代，人造飞船显然是更好的选择。
新一代飞船的崛起
随着美国最后一艘航天飞机亚特兰蒂斯号于 2011 年退役，该航天器似乎取得了最终的胜利。
在航天史上，人类通过两种工具进入太空：宇宙飞船和航天飞机。美国的载人航天从宇宙飞船开始，先后经过水星、双子座、阿波罗飞船，1981年过渡到航天飞机时代。
航天飞机后，美国“后退”到航天器路线。从 2004 年开始，NASA（美国国家航空航天局）计划开发一种新型航天器，足以将宇航员送出比近地轨道更远的地方。这是后来的“猎户座”，目前还没有载人试验。
对于低地球轨道的载人往返旅行，还选择了航天器选项。在 NASA 商业载人航天计划的资助下，SpaceX 和波音分别开发了载人龙飞船和 Starliner，后者正在为载人试验做准备。
波音公司的 Starliner 正在进行无人驾驶飞行测试，其开发已获得美国宇航局 42 亿美元的支持。照片/美国宇航局
同时，中国新一代载人飞船上个月发射了一艘试验船航天飞机升空视频中国，测试着陆、返回和再利用能力。俄罗斯继“老司机”联盟号飞船之后的新一代飞船也已研制成功。时间表。
如果把阿波罗飞船、联盟号飞船、神舟飞船等称为第一代飞船，那么目前各国投入研发的这一代飞船就可以称为新一代飞船。
p>
新一代船舶的典型特征是什么？航天技术专家、空气动力学专家黄志诚认为，第一是载人能力更强，乘坐更舒适。老一代飞船的乘员标准是三人，而且空间很满，非常拥挤，而龙飞船和中国新一代飞船最大载人七人。龙飞船内部宽敞舒适。宇航员就像坐在车里一样自由自在。 ，四面都是舷窗，视野开阔，真正意义上的“漫游”宇宙。
飞船内部的信息系统也进行了全面升级。与联盟号飞船全舱按钮的机械感不同，龙飞船的主要操作都在三个触摸屏上。移动互联网的技术进步终于在航天器上同步应用。航天器自动化、智能化程度的提高，大大降低了航天员的操作难度。此外，得益于隔热材料的巨大进步，可重复使用性将成为新一代航天器的标准。
在联盟号飞船内部，空间挤满了按钮。照片/美国宇航局
Crew Dragon飞船的内部空间相比上一代飞船进行了全面升级。宇航员通过触摸屏进行操作，实时观看关键阶段的视频图像。照片/美国宇航局
航天飞机时代结束了吗？
其实新一代航天器的一些优势早在航天飞机上就已经实现了。
航天飞机最多可载8人，可重复使用。起降类似于飞机，非常舒适。因此，航天飞机的乘员曾经有普通教师等非航天专业人士。
航天飞机这种结合了航空和航天的载人飞行器，更先进、更舒适，被“抛弃”的最重要原因是成本太高，NASA不堪重负。
航天专家、小火箭公众号创始人邢强测算，美国航天飞机项目的总成本为2285亿美元，比建造原子弹的曼哈顿项目和阿波罗号还要多载人登月项目联合起来。 405 亿美元。航天飞机一共执行了135次载人任务，每次载人6至8人，平均7人，分摊每位宇航员2285亿美元的总价。座位成本 2.42 亿美元。
中国工程院院士、航天专家龙乐豪曾评价航天飞机是“脱离理想与现实的产物”。他认为，航天飞机的设计是一味追求先进技术，超出了人类目前能够掌握的制造技术水平。结果，一方面没有实现重复使用的成本降低，另一方面由于设计中缺少逃生通道，导致5架航天飞机中有2架发生爆炸，14名航天员被炸毁。不幸遇难。
发现号航天飞机在降落伞的帮助下以飞机的形式顺利降落在跑道上。照片/美国宇航局
各国放弃航天飞机，除了成本高等自身原因，也有时代因素。
新一代飞船的到来，伴随着新一代载人航天的到来。这一次，人类定下了更远的目标：从月球出发，前往火星。
虽然阿波罗飞船已经把人送上了月球，但在传说中的阿波罗计划之后，人类的脚步已经被限制在近地轨道上，主要是空间站。黄志诚表示，早期各国都认为发展近地空间会带来巨大的经济效益，但几十年的不懈航天发展证明，能够带来经济效益的遥感、通信、导航等产业确实可以带来巨大的经济效益。不需要人类。一个亲自进入太空并载人的空间站的经济价值很难说。
因此，载人航天的新阶段将离开近地轨道，飞入深空。
航天飞机远不如外星登陆行动中的宇宙飞船实用。航天飞机虽然可以靠空气着陆，但在没有空气的月球和稀薄的火星上，这个优势几乎是无用的，而且还占据了航天器宝贵的结构重量。能够依靠自己的发动机点火再次起飞，建造精致的航天器的航天器，显然是登月和着火的更好选择。
小型航天飞机“追梦者”在测试时只有航天飞机的1/4大小，可以被车辆牵引。照片/美国宇航局
航天飞机没死，美国还有两架在研究中
“但我们不需要一根棍子就杀死航天飞机，它有很多优点，将来可能会发挥作用。”黄志诚提醒。
2011 年之后，航天飞机并没有灭绝，至少有两架新的航天飞机仍在美国进行测试。其中之一是内华达山脉公司的“追梦者”小型航天飞机。这架航天飞机在美国宇航局商业载人航天计划初期入围，最终输给了波音和SpaceX，错过了载人任务。但 NASA 似乎仍然对航天器感兴趣，为未来的空间站货运任务下达了一些货运订单。
邢强认为，“追梦者”已经开始回归后航天飞机时代的小型航天飞机设计。 “追梦者”的技术可以追溯到冷战时期的航天飞行器。它继承了人类数十年在起重体和空天飞行器方面的研究成果，使得历史上一批验证飞行器积累的数据。飞机上场后。
另一个与航天飞机类似的航天器是引起全世界关注的“神秘”X-37B。这艘2010年首飞的飞船，已经低调进行了六次试飞。它可以在卫星轨道和大气层之间穿梭，最长连续飞行780天。但它属于哪种航天器，至今还没有普遍接受的说法。
有人认为它是空天飞机，有人猜测它是太空战斗机，美国前空军部长希瑟·威尔逊曾说过：“它看起来像 NASA 航天飞机的缩小版，但它是无人驾驶的。”
p>
但是，X-37B 的军事用途几乎可以肯定更为重要。不久前，X-37B是美国太空军第一部征兵宣传片中的主角。可见，X-37B已经从美国空军移交给了太空军，成为了新组建的太空军的杀手锏。
宇宙飞船不是“万岁”，钱学森曾想象过空天飞机
1993年，“中国航天之父”钱学森给黄志诚写了一封信，谈到了他对他最近的一些研究文章的评论。当时，黄志诚在北京系统工程研究所工作，做空天飞机的一些研究。在这封简短的信中，82岁的钱学森说，空天飞机将是21世纪的一项重大成就，“21世纪的中国人必须在空天飞机上大显身手，这是一件民族大事。”
黄志诚向记者解释，当时美国航天飞机已经服役十多年。钱学森所说的航天飞机，是比航天飞机更先进的航天器。它可以像航天飞机一样水平起飞和降落。直接飞入太空并返回的飞机。航天飞机垂直起飞，类似于火箭发射模式。钱学森还向黄志诚提出了研究建议，他可以研究各种可能的方案，以实现未来空天飞机的国际联合发展。
这意味着，在钱学森看来，以航天飞机为基础的航天飞机，是一种有望在21世纪发展起来的先进航天器。 “空天飞机不可能在十年二十年内研制成功，但载人航天领域也不是‘航天器万岁’，未来航天飞机和空天飞机也可能有机会。”黄志诚说。
他认为，SpaceX目前正专注研发的Starship项目，继承了航天飞机的诸多特点，可视为航天器与航天飞机结合的产物。星舰的卫星部分也有机翼，未来可以在大气层中机动。
SpaceX 正在进行的星际飞船计划的航天器部分的概念图，结合了航天飞机的功能。它的有效载荷舱比目前正在运行或正在开发的任何航天器整流罩都要大，并且可以发射比韦伯更大的太空望远镜。照片/SpaceX
SpaceX创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)有着移民火星的终极梦想，最重要的项目是星际飞船计划。 SpaceX在利用龙飞船执行空间站载人任务的同时，甚至将目光投向月球之外，直接挑战火星移民。据说星际飞船计划中的火箭在近地轨道上的运载能力超过100吨，飞船将具备载人登陆火星的能力。
在近期载人龙飞船发射的欢呼声中，埃隆·马斯克发布了一封冷静的内部信函，重申星际飞船的开发是当前的重中之重。
中国新一代飞船堪比猎户座，瞄准载人登月
在载人龙飞船发射前不久，中国无名新一代载人飞船也开了一个角。 5月5日18时，长征五号乙火箭在文昌航天发射场首飞，将近22吨的新一代载人飞船试验船送入太空。
中国载人航天工程载人飞船系统总设计师张柏南在接受采访时透露，中国新一代飞船的水平可与猎户座媲美。他说，新一代载人飞船的短期任务是为中国空间站提供天地运输。从长远来看，新一代飞船是为载人登月而设计的。
中国新一代载人飞船试验船在车间吊装试验。摄/航天科技集团五院
从各方面来说，新一代载人飞船都是神舟飞船的“升级版”。
新一代载人飞船执行近地轨道任务时，一次可运送6-7名宇航员，是神舟飞船3人的两倍。在远程任务方面，它也类似于猎户座，两者都将具备载人登月甚至火星的能力。
中国新一代载人飞船还具备“客货两用”功能。载人返回舱稍加改造就可以变成货舱，将物资运送到空间站，然后将空间站的测试样本带回地球。也就是说，新一代飞船可以集神舟载人飞船和天舟货运飞船的功能于一身。
五院科技集团评价说，与世界先进的天地飞船相比，我国新一代载人飞船的能力不逊色，具有适应多任务需求的能力，更大的轨道机动性，并考虑陆地和水上着陆能力。
但是，新一代载人飞船不会很快投入使用。按照计划，中国空间站建设将于2022年前后完成，期间共计划进行12次飞行任务，其中载人飞行任务4次，仍将由神舟飞船执行。
老俄罗斯联盟号终于有望迎来新一代。 2011年之后，唯一可以将宇航员送往空间站的“太空巴士”是联盟号。这种类型的航天器可以用“古董”来形容。 1967年首飞，至今已半个多世纪。
据俄罗斯媒体报道，俄罗斯正在开发下一代载人航天器“联邦”以取代联盟号。 “联邦”可以搭载六名宇航员。计划于2022年开始测试，未来将用于国际空间站宇航员轮换和载人登月。与联盟号飞船相比，联邦可以独立飞行30天，在空间站停留一年，使用可更换的绝缘层，载人舱可以重复使用。
俄罗斯此前公布的“联邦”飞船内部初步设计采用了与龙飞船相同的三个显示屏。
这些特点与世界各地的新一代飞船相似，甚至内部“装饰”也与龙飞船相似。三年前，俄罗斯公布了联邦飞船的外观和内部结构。里面还有三个大显示屏。座椅和屏幕的设计与龙飞船几乎相同，这也可能是新一代飞船的基本范式。
黄志诚认为，联盟号之所以半个多世纪没有被替换，主要是因为苏联解体后，俄罗斯没有足够的经济实力来支持新型航天器的研发。未来新一代航天器能否按计划研制成功，还取决于俄罗斯能否提供足够的经济支持。俄罗斯在航天器设计方面有足够的经验航天飞机升空视频中国，但目前用于武器研发的资金较多，载人航天成本有限。
“总的来说，冷战后太空发展的步伐放缓了，”黄志诚说，“不仅是俄罗斯，美国也是。”
新京报记者倪伟
编辑陈思校对露西
