美国航天的困境：龙飞船的危机与未来走向

近日马斯克威胁将退役龙飞船的消息，在航天界引起轩然大波。因为NASA在苏联解体后，预算被大幅削减，在很长的一段时间里，美国NASA向太空运输人员和物资，都是靠“哥伦比亚”号、“挑战者”号、“发现”号、“亚特兰蒂斯”号和“奋进”号5艘航天飞机。而随着这5艘航天飞机，要么故障爆炸，要么退役，美国载人航天能力，也在21世纪10年代迎来了首个中空期。NASA曾计划使用成本更低的猎户座飞船，在10年代中期，接之前航天飞机班。

目前猎户座项目的进展奇慢，2003年“哥伦比亚”号航天飞机发生事故的次年，美国就提出了作为替代方案的猎户座计划。当时美国还计划在2010年登陆火星，直到2年后，美国才确认猎户座飞船的承包商，为洛克希德马丁。同年猎户座计划因为设计评审问题，项目几乎推倒重来。直到2014年，猎户座测试飞船，才进行了首次无人发射测试。然后又过了5年，猎户座飞船进行了航天员舱弹射试验。而猎户座飞船，最近的一次测试，是在2022年，这次猎户座飞船穿越地月转移轨道，进入月球轨道飞行后返回，但依然是无人测试。

发射无人探测器到太空，乃至月球，连印度都做得到。猎户座飞船项目，前后历时21年，中国神舟载人飞船从无到有，时间也差不多，却已经完成15次载人飞行任务。再看看马斯克SpaceX的龙飞船，2006年开始设计，2010首飞成功，2012年成功向国际空间站运送补给。2020年龙飞船2号升空，成功带着2名宇航员进入国际空间站。进度快得不是一星半点，设计可靠性和实用性更是遥遥领先。毫不夸张地说，马斯克就相当于美国航天界的“孙传庭”，如果龙飞船因为“党争”被搞死了，美国航天工业也就亡了。除了SpaceX，NASA还能依靠谁？是每次升空都要烧掉几十亿美元的飞天黄金SLS重型火箭？还是国际空间站单次机票，把宇航员送上去，结果回不来，最终还得龙飞船擦屁股，甚至价格也比龙飞船贵将近一倍的波音星际客机？

现在NASA还在和内华达山脉公司，进行着名为追梦者的航天飞机项目。计划2024年首飞，推迟到今年5月，还是没能升空。最终回过头来，在可预见的3到5年，甚至更长的时间里，NASA想要载人航天，乃至载人登月，还是得依靠马斯克的龙飞船。而造成这种局面的原因也很简单，探索星空很重要，但宇航员的生命，不应该用来给技术发展铺路。“挑战者”号和“哥伦比亚”号航天飞机事故，是美国航天界永远的痛，因为各种未被提前发现的设计缺陷，14名航天员遇难。主要航天强国，也因此将载人飞船事故率标准，从之前的1/90，提升到1/500。

安全标准提升，意味着技术难度提高。首先就是生命维持系统在极端条件下的可靠性，整个飞船需要确保在真空高压，太空辐射，以及至少正负200度的温差环境中，确保内部的生命维持系统，不能出现任何故障。比如，国际空间站为了确保宇航员的生存，准备了200多个安全备份。波音星际客船，就因为二氧化碳处理不佳，可能导致宇航员窒息，多次被推迟发射。随后勉强升空，还发生了氦气泄漏和推进剂流动不佳，结果闹了大笑话。这就是典型的不仅生命维持系统有问题，设计缺陷也很致命。

而载人飞船除了最基本的生命维持系统，还面临着严峻的热防护问题，飞船重返大气层时由于摩擦，表面会升温到1600度，如果是登月返回，由于载入速度高，温度甚至会达到2800度。这种极端温差下，对飞船的隔热设计，提出了相当高的要求。而且，太空辐射强度大，例如地月轨道辐射几乎是地表的5倍，飞船不仅得耐高温，还得能抵抗强辐射。当然，载人飞船最重要的，还是紧急情况下的逃逸能力。比如马斯克的龙飞船，在运载火箭出现失控症状，乃至即将爆炸的前提下，能够在极短的时间内，将飞船以接近两倍音速弹出。尽管，此时宇航员将承受难以想象的加速度，不过，对于经过专门训练身体强度极高的宇航员来说，这种过载并不致死。

2018年俄罗斯发射MS-10载人飞船期间助推器发生重大事故，宇航员手动启动逃逸。虽然高过载带来了不少损害，但2名宇航员还是活了下来。如今的美国航天工业链萎缩，航天技术人才严重断层。星际客机曾因软件错误，导致首飞失败，花了2年才通过重构代码解决问题。猎户座飞船也因为部分零件制造不达标，迟迟无法进行首次载人飞行。讽刺的是，苏联解体后，乌里扬诺夫斯克号被拆解，关于为何不继续完成该航母，船厂厂长曾这么回答，我需要600个相关专业的大量人才、8000家配套工厂共同协同，以及一个伟大的国家才能完成它。美国载人飞船的发展，面临的又何尝不是相似的局面？那个曾孤注一掷推动阿波罗计划，制造航天飞机，布局GPS导航系统，探索外太阳系的伟大国家已经成为历史。现在的美国，已经沦为一个靠“天才”续命，才能维持航天强国假象的伪航天强国。当然其底蕴仍然丰厚，但被后来者超越，只是时间问题。