龍飛船載人之旅的“一小步”

張田勘

美國東部時間5月30日15時22分，宇航員鮑勃·本肯和道格·赫爾利乘坐SpaceX載人龍飛船，在“獵鷹”9號火箭的助推下，進入深邃的太空。此次龍飛船載人到達空間站意味著，人類遨游太空、登陸月球、移民火星以及探索其他星球的目標可能會在未來一一實現。這一切既是人類雄心所致，更需要人類的智慧和技術來支撐。

此次發射是史上首次通過民營企業研發的火箭和飛船將宇航員送入太空，也是自2011年美國最后一架航天飛機退役后，首次在美國本土執行的載人航天任務。在經過近19小時的飛行后，龍飛船于美國東部時間5月31日上午10時16分飛抵國際空間站，并開始執行對接任務。兩名宇航員預計在空間站停留30～119天，之后，他們將乘坐載人龍飛船離開空間站返回地球，降落在大西洋上。

“上天”需要技術，技術意味著競爭。SpaceX載人龍飛船發射成功的背后既有國際競爭，又有美國國內的競爭。

自從2011年航天飛機退役以來，美國一直無法將自己的宇航員送上太空，其中既有技術的問題，也有經濟的問題，還有對宇航員生命安全的考慮。1972年到2011年，是美國載人航天的黃金時代。20世紀90年代是美國航天飛機發展鼎盛的時期。但是，后來航天飛機事故頻發，在全球歷次載人航天失事中共有22位宇航員喪生，其中因美國航天飛機喪生的就有14位，占比高達63%！因此，航天飛機不得不逐漸退出歷史舞臺。

在美國的航天飛機退出歷史舞臺之后，俄羅斯的航天飛船挑起了大梁，在過去的9年中，宇航員進入國際空間站完全由俄羅斯及其“聯盟”號飛船來實施。美國的航天飛機和飛船計劃陷入停滯，美國國家航空航天局（NASA）要參與航天探索，就只能搭乘俄羅斯的“聯盟”號飛船，因此只能受制于人。

俄羅斯“聯盟”號飛船的價格一漲再漲，美國原打算2017年啟動商業載人運輸飛行，但因波音和SpaceX公司的飛船研制遭遇一系列困難而推遲，NASA不得不花費約10億美元增購了12個“聯盟”號座位，以保證本國宇航員能夠繼續造訪空間站并進行空間探索。但是，2007年“聯盟”號飛船每個座位的單價只要2180萬美元，到了2020年，每個座位的單價漲到9000萬美元，漲幅超過4倍。

現在，SpaceX載人龍飛船能將宇航員送到國際空間站，意味著美國將不會再受到俄羅斯的高價“勒索”，更意味著俄羅斯的太空探索有了強勁的對手。此次成功發射，也體現了美國航天探索的復蘇。

國際競爭當然體現在技術上。SpaceX載人龍飛船技術上的一個主要競爭力是火箭可回收使用，這將奠定航天探索的可持續性。SpaceX載人龍飛船是靠“獵鷹”9號二級火箭運載，在龍飛船升空后2.5分鐘后，一級火箭就脫離主體，降落到位于大西洋上的SpaceX海上回收船塢上。對火箭的回收利用會大大降低太空探索的成本，也是太空探索可持續發展的一條必由之路，更是民營企業能躋身太空探索的奧秘之一，它跨越了目前航天發射工具的一次性運載工具（ELV）階段，進入到可重復使用運載工具（RLV）的新階段。

過去，美國的航天飛機單次發射花費約15億美元，中國的“長征三號乙”運載火箭的發射費用是6000萬美元，“獵鷹”9號的發射報價為6100萬美元，但是其使用的液氧和煤油不過價值20多萬美元。一級火箭能回收，各方的預測和計算是，可以降低40%～90%的發射成本，僅以40%計算，就能節約2440萬美元，如果還能重復多次使用，成本則會大大降低。這使得人類探索太空有了真正可持續的經濟和技術基礎。

在人類飛向太空的征程中，除了國際競爭，美國國內也存在激烈競爭，這就是政府科技機構與以SpaceX為代表的民營科技企業間的競爭。美國空軍上校、資深宇航員斯科特·霍洛維茨曾幫助NASA制定了將宇航員送到空間站和月球的計劃。經過核算，這項計劃將花費345億美元。

SpaceX和波音的方案則要便宜得多，NASA計劃向SpaceX和波音投資近50億美元，將他們的載人龍飛船和星際線飛船系統送上發射臺。后來，在整個商業貨運發展計劃中，NASA最終只向SpaceX支付了3.96億美元。這筆錢不僅用于研發火箭，還為貨運龍飛船和佛羅里達州發射臺的開發提供了資金。其中，SpaceX的可回收火箭技術的成功，節省了大量的航天發射資金，也使得SpaceX比波音提前一年完成了載人飛行項目，波音最早也要到2021年春天才能完成太空載人飛行。

從經濟角度看，SpaceX贏得了競爭，比原來的預算節省了幾百億美元。SpaceX在太空探索中的雄心還不止于此，該公司目前正在興建第一艘“星際飛船”，而且計劃未來每年建造100艘星際飛船，每當地球和火星軌道同步時，可把約10萬人從地球送到火星。SpaceX創始人馬斯克的宏偉藍圖是，要在2050年之前將100萬人送上火星。

航天探索、太空旅游以及外星移民，都必須首先保證人的安全。為此，載人龍飛船有首創的新型發射逃逸系統。一旦出現問題，不需要從火箭逃逸塔逃生，而是利用自身裝備的8臺超級天龍座發動機逃生。這也意味著宇航員可以在載人龍飛船處于上升階段的任何時刻逃逸，可以避免過去的航天悲劇。1986年1月28日，在美國肯尼迪航天中心上空，剛起飛73秒的“挑戰者”號航天飛機發生解體，機上7名機組人員全部喪生。有了新的逃生裝備，從理論上看，這樣的悲劇未來將不會再發生。

載人龍飛船也體現了人工的可控性。在此次飛行任務中，當飛船距空間站約219米時，宇航員停止了自動飛行模式，并使用手動控制靠近空間站。這一操作既驗證了宇航員控制飛船的能力，也體現了飛船的安全性。與“聯盟”號飛船相比，SpaceX載人龍飛船可搭載的人數更多，也體現了航天技術的進步和商業價值。該飛船是用載貨飛船改裝的，采用了當下主流的兩艙構型設計，由加壓艙（返回艙）和服務艙構成，高6.1米，重約4.2噸，可搭載7名宇航員，是目前載人最多的飛船。宇航員都坐在加壓艙內，前排3個，后排4個。即便不搭載宇航員，也可以裝載等量的貨物。

現在，SpaceX載人龍飛船已經被命名為“奮進”號飛船。這是美國航天界的一個傳統，要等飛船升空進入預定軌道后，由執行任務的宇航員為飛船命名。

SpaceX載人龍飛船的一小步，證明了人類探索太空，甚至移居其他星球的可能性。據悉，SpaceX載人龍飛船的單人票價為五六千萬美元，也許下一次“奮進”號飛船會迎來一位有經濟實力的太空愛好者，以旅客的身份與宇航員一起遨游宇宙。