航天飛機(jī)始于上世紀(jì)30年代德國的銀鳥設(shè)計(jì)。美國從70年代開始研制到2011年的全面退役，NASA最終承認(rèn)其經(jīng)濟(jì)性失敗。歐洲的赫爾墨斯航天飛機(jī)項(xiàng)目，到1992年就涼涼了。中國的昊龍貨運(yùn)航天飛機(jī)一出，有人說是技術(shù)倒退，有人說是新突破。究竟如何，咱們一起來看看。

美國，航天飛機(jī)的輝煌與隕落

1981年4月12日，哥倫比亞號航天飛機(jī)第一次拖著長長的火尾沖向太空，開創(chuàng)了一個(gè)嶄新的太空時(shí)代。

航天飛機(jī)項(xiàng)目最初的設(shè)想非常美好。

NASA想著用可重復(fù)使用的航天飛機(jī)來省錢，計(jì)劃每磅的運(yùn)輸成本只要118美元（以1972年的美元計(jì)算）。

但現(xiàn)實(shí)卻給了NASA一記響亮的耳光。

哥倫比亞號航天飛機(jī)模型

設(shè)計(jì)費(fèi)、維護(hù)費(fèi)七七八八加起來，每次發(fā)射的實(shí)際成本高達(dá)15億美元，平均下來每磅的運(yùn)載成本在27000美元左右，比原計(jì)劃高出了200多倍。

與其同時(shí)代的一次性火箭反而便宜得多。

比如說隔壁的俄羅斯質(zhì)子號火箭，發(fā)射成本才1.41億美元，每公斤成本也就6721美元。

為何會出現(xiàn)如此巨大的差距？

問題出在哪里？

哥倫比亞號航天飛機(jī) Sts-58 著陸

航天飛機(jī)一開始的設(shè)想是每周一次的飛行頻率，但這在行內(nèi)人看來，簡直是不切實(shí)際。

可就是這個(gè)“不切實(shí)際”的構(gòu)想，偏偏成就了人類航天史上最華麗的三十年。

從把哈勃望遠(yuǎn)鏡送上九霄云外，到護(hù)送伽利略探測器遠(yuǎn)征木星，再到為國際空間站搭建鋼鐵骨架，五架航天飛機(jī)執(zhí)行了135次任務(wù)，累計(jì)飛行1323天。

然而，輝煌的背后是沉重的代價(jià)。

哥倫比亞號航天飛機(jī)的最終制造過程

1986年1月28日，挑戰(zhàn)者號航天飛機(jī)在發(fā)射后73秒解體，火箭助推器的O型環(huán)在低溫環(huán)境下失效。

機(jī)上7名宇航員全部遇難，其中包括一名即將成為首位進(jìn)入太空的教師克里斯塔·麥考利夫。

17年后的2003年2月1日，哥倫比亞號在返回地球大氣層時(shí)，左翼被脫落的泡沫擊中，隔熱層熔穿，7名宇航員再次魂歸太空。

兩次事故都源于“已知卻未改”的隱患。

挑戰(zhàn)者號航天飛機(jī)升空后爆炸

早在1977年，就有測試數(shù)據(jù)表明，火箭助推器的O型環(huán)存在潛在的災(zāi)難性缺陷，可NASA和制造商愣是沒當(dāng)回事兒。

NASA管理層無視了工程師對低溫發(fā)射風(fēng)險(xiǎn)的警告，并未將技術(shù)問題上報(bào)。

安全辦公室的成立、增壓服的配備、商業(yè)火箭的啟用，每一次改革都刻著血淋淋的教訓(xùn)。

2011年在完成國際空間站的建設(shè)任務(wù)后，航天飛機(jī)計(jì)劃正式退役。

這標(biāo)志著美國載人航天能力的重要轉(zhuǎn)變。

發(fā)現(xiàn)號航天飛機(jī)正在接近國際空間站

NASA開始用商業(yè)航天器來運(yùn)送宇航員往返國際空間站，自己則專注于更遙遠(yuǎn)的太空探索，比如火星任務(wù)。

如今，新一代的航天器正在崛起。

由Sierra Space開發(fā)的“追夢者”小型航天飛機(jī)計(jì)劃于2025年第三季度首次執(zhí)行任務(wù)。

參考信息：
1、維基百科.《對航天飛機(jī)計(jì)劃的批評》
2、維基百科.《哥倫比亞號航天飛機(jī)失事》
3、EarthSky官網(wǎng).《追夢者太空飛機(jī)首次發(fā)射推遲至2025年》

追夢者微型航天飛機(jī)模型

歐洲，航天飛機(jī)未竟的野心

其實(shí)歐洲當(dāng)年也憋著一股勁兒，想在太空舞臺上秀一把肌肉，可惜啊，他們的航天飛機(jī)夢有點(diǎn)生不逢時(shí)，最后就成了一段鏡花水月。

上世紀(jì)80年代，當(dāng)美國航天飛機(jī)項(xiàng)目搞得熱火朝天的時(shí)候，歐洲的工程師們也坐不住了，也想搞一架屬于自己的航天飛機(jī)。

于是乎，各種天馬行空的設(shè)計(jì)方案就冒出來了，其中最出名的，就數(shù)英國的HOTOL項(xiàng)目了。

HOTOL全稱是“水平起降航天飛機(jī)”。

顧名思義，就是像普通飛機(jī)一樣水平起飛，然后嗖的一下飛到太空，不用像傳統(tǒng)火箭那樣一級一級地分離。

航天飛機(jī)HOTOL 3D模型

HOTOL打算用一種叫做預(yù)冷吸氣式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)方案——RB545，起飛的時(shí)候借助空氣里的氧氣來助燃。

等到了高空，再切換成火箭發(fā)動(dòng)機(jī)模式，用自己帶的液氧燃料。

這樣一來就能大大減輕航天飛機(jī)自身的重量，發(fā)射成本也能跟著降下來。

但HOTOL項(xiàng)目從一開始就面臨著各種攔路虎。

首當(dāng)其沖的就是技術(shù)難度。

預(yù)冷吸氣式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)和制造難度都非常高，就算放到今天，也還是個(gè)世界級的難題。

RB545發(fā)動(dòng)機(jī)原理圖

那時(shí)候的歐洲，在材料、控制、燃料這些方面，技術(shù)積累還差那么點(diǎn)意思，想實(shí)現(xiàn)HOTOL的設(shè)想，難！

再一個(gè)就是燒錢。

HOTOL項(xiàng)目需要的研發(fā)經(jīng)費(fèi)，那就是天文數(shù)字。

英國政府和歐洲航天局（ESA）在掏錢這件事上，一直扭扭捏捏，誰也不想當(dāng)這個(gè)冤大頭。

還有就是內(nèi)部不團(tuán)結(jié)。

歐洲各國在航天發(fā)展方向上，心里的小算盤打得噼里啪啦響，各有各的小心思。

位于達(dá)姆施塔特的 ESOC 主控室

法國更想搞自己的赫爾墨斯航天飛機(jī)，德國對HOTOL項(xiàng)目興趣缺缺。

在這種情況下，HOTOL項(xiàng)目想得到整個(gè)歐洲的支持，還是一個(gè)字，難！

1989年，英國政府實(shí)在扛不住了，無奈宣布終止HOTOL項(xiàng)目。

赫爾墨斯項(xiàng)目也在1992年因成本過高和無法實(shí)現(xiàn)性能目標(biāo)而被取消。

歐洲的航天飛機(jī)夢，就這樣胎死腹中了。

1992年塞維利亞世博會期間展示的赫爾墨斯模型

HOTOL項(xiàng)目的失敗，也讓歐洲航天界開始反思。

于是，歐洲開始集中力量搞阿麗亞娜系列火箭。

事實(shí)證明，這個(gè)決定是相當(dāng)英明的。

阿麗亞娜火箭憑借著過硬的實(shí)力，在商業(yè)航天發(fā)射市場上站穩(wěn)了腳跟，也給歐洲航天掙了不少面子和票子。

參考信息：
1、維基百科.《英國航天HOTOL》
2、中國力學(xué)學(xué)會期刊網(wǎng).《預(yù)冷型組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)》
3、維基百科.《阿麗亞娜6號》

發(fā)射臺上的阿麗亞娜5號火箭

中國，星辰大海的新航線

那咱們的昊龍貨運(yùn)航天飛機(jī)是不是照葫蘆畫瓢，整個(gè)山寨復(fù)刻版？

那當(dāng)然不是，昊龍貨運(yùn)航天飛機(jī)可是徹頭徹尾的自主創(chuàng)新。

昊龍航天飛機(jī)主要是給咱們自家的空間站送貨，提供后勤保障。

而且它還得保證物美價(jià)廉，效率還得高。

昊龍是由中國航空工業(yè)集團(tuán)公司成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所設(shè)計(jì)出來的。

昊龍與天宮空間站交匯對接示意圖

它的外形設(shè)計(jì)就很有意思：大翅膀，圓腦袋，還配了個(gè)大三角尾翼。

融合了航天器和飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，既能像火箭一樣飛上天，又能像飛機(jī)一樣自己降落。

大長翅膀打開，能在機(jī)場跑道上平穩(wěn)著陸，漂漂亮亮的回家。

而且昊龍還有一個(gè)獨(dú)創(chuàng)的技術(shù)，可折疊的機(jī)翼，能發(fā)射時(shí)節(jié)省空間，入軌后再展開。

個(gè)頭也不大，長度10米，翅膀展開8米，體重不到天舟貨運(yùn)飛船的一半。

昊龍?zhí)柡教祜w機(jī)模型

為啥這樣設(shè)計(jì)？

就是省錢，發(fā)射成本更低，運(yùn)輸更靈活，空間站的后勤保障也更有底氣。

昊龍最牛的地方還在于它的多功能性。

不光能送貨上門，還能把空間站的實(shí)驗(yàn)樣品和壞掉的設(shè)備帶回來。

這天舟飛船就做不到了，它用完就直接燒掉了，多浪費(fèi)啊！

天舟貨運(yùn)飛船貨艙內(nèi)貨物裝載圖

昊龍則可以和天宮空間站對接，航天員可以自由進(jìn)出貨艙拿取貨物。

任務(wù)完成之后，它還能自己離開空間站，不需要人來操作，就能無動(dòng)力自主降落，水平著陸。

檢查一下，修修補(bǔ)補(bǔ)，就能準(zhǔn)備下次飛行了。

這種可重復(fù)使用的設(shè)計(jì)，大大降低了航天器的開發(fā)和運(yùn)輸成本。

以后咱們的空間站越來越大，昊龍就能成為一個(gè)超級快遞員，源源不斷地提供支持。

輕舟和空間站對接示意圖

昊龍計(jì)劃在今年，搭乘朱雀三號商業(yè)火箭，進(jìn)行首次飛行。

與此同時(shí)，還有一款叫做“輕舟”運(yùn)飛船，計(jì)劃在今年2025年發(fā)射。

兩新型貨運(yùn)航天器的出現(xiàn)，說明中國航天正在朝著更高效、更可持續(xù)的方向發(fā)展。

參考信息：
1、科技日報(bào)官網(wǎng).《空天往返、可重復(fù)使用，貨運(yùn)航天飛機(jī)“昊龍”來了！》
2、維基百科.《昊龍貨運(yùn)航天飛機(jī)》
3、維基百科.《輕舟貨運(yùn)飛船》