航天飞机时代终结?

2010年5月26日,“亚特兰蒂斯”号航天飞机(1985年投入使用)顺利完成太空任务,顺利降落在佛罗里达州肯尼迪航天中心,结束了25年“职业生涯”的“绝唱之旅”。这是它服役以来的第32次飞行,也是最后一次,距离其设计寿命的终点还有68次。其他两架航天飞机――“奋进”号和“发现”号将分别于7月和9月进行最后一次飞行,此后航天飞机将全部退役,美国的“航天飞机时代”将正式结束。

29年前的1981年4月12日,在卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心聚集着上百万人,而电视机前更是有成千上万观众屏住呼吸,等待发射时刻的到来,他们期待着美国第一架航天飞机――“哥伦比亚”号的发射,期待着见证历史的瞬间。

“哥伦比亚”号在欢呼声中咆哮着冲入太空,宇航员约翰・杨和克里平驾驶着这个有史以来最重的航天器揭开了航天史上新的篇章。几乎全世界的报纸都大篇幅报道了这次历史性飞行,并预言航天飞机时代来临之后,一次性使用的宇宙飞船时代即将终结。

然而目前来看,一次性使用的宇宙飞船将承担起繁重的航天运输任务,就算有新的航天运输手段出现,宇宙飞船也将与之并存相当长的时间,根据美国国家航空航天局的科学家估计,新型可重复使用的航天器在十年内尚不能达到规模效益,而一次性宇宙飞船的飞行至少要持续到2060年――也就是第一艘宇宙飞船苏联的“东方”号升空近100年之后,它的后继者还在飞行……

20世纪60年代,苏联在载人航天领域遥遥领先,加加林少校被称为人类进入太空的第一人,而“联盟”系列载人飞船和“进步”系列货运飞船的不断飞行极大刺激了美国人的神经。不过美国人很快发现,苏联人的飞船都是一次性的,因此1969年4月,美国国家航空航天局提出建造一种可重复使用的航天运载工具的计划。1972年1月,美国正式把研制航天飞机空间运输系统列入计划,确定了航天飞机的设计方案,即由可回收重复使用的固体火箭助推器、不回收的两个外挂燃料贮箱和可多次使用的轨道器三个部分组成。

经过五年时间,1977年2月,一架航天飞机轨道器“企业”号完成建造,由一架经过特别改装的波音747飞机驮着进行了机载试验。四年后,第二架航天飞机“哥伦比亚”号开始正式执行穿梭地球与太空的任务。

虽然世界上有许多国家都陆续进行过航天飞机的开发,但只有美国与苏联实际成功发射并回收过这种交通工具。

1986年1月28日,“挑战者”号在升空73秒后爆炸,七名宇航员全部罹难,美国民众陷入对航天飞机安全的恐慌之中,此后美国国家航空航天局暂停了航天飞机发射任务。直到1988年9月28日,“发现”号再次升空,航天飞机飞行回到正轨。但关于航天飞机安全性的争论从来没有停止过。2003年2月1日,“哥伦比亚”号在返回地面过程中于空中解体,七名宇航员全部罹难。

“哥伦比亚”号航天飞机失事后,一些对航天飞机计划持反对态度的批评人士纷纷指出,航天飞机的发射和维护成本实际上比美国国家航空航天局原先预想的多得多,而且也复杂得多,与此同时航天飞机的作用却越来越有限。出于安全考虑,很多航天飞机原本应该执行的任务被束之高阁,转而执行类似货运飞船的任务,但使用航天飞机给国际空间站运货成本太高,合计下来每磅货物的运输成本高达两万美元。昂贵的成本和较高的事故率压垮了航天飞机。

为了寻求经济而有效的往返于天地之间的运输系统,世界各国都提出要研究自己的空天飞机系统。所谓“空天飞机”,就是一种既能在大气层内航行,又能在大气层外航行的飞行器。据估计,使用空天飞机之后每次发射费用将降低到目前的运载火箭和航天飞机发射费用的1/5～1/10。

不过,研制一种既能燃烧大气层内的氧气,又能在宇宙真空条件下使用的发动机被称为研制空天飞机的技术瓶颈。目前,无论是英国“霍托尔”空天飞机的发动机方案,还是美国的组合式超音速冲压发动机都没有获得成功,投入使用更是遥遥无期。

但是,随着新型航天器X-37B以及高超音速试验机X-51的试飞成功,相信未来技术瓶颈将不断被攻克,空天飞机时代正向我们走来。