獨樹一幟的“追夢者”

文/遲惑

到目前為止，所有的貨運飛船都是軸對稱體，包括圓柱體、圓錐體、鐘形體，等等。但是，美國內華達山脈航天公司卻有一種獨特的型號，那就是“追夢者”。在客運貨運問題上，它和其他所有型號也全都不一樣，這原本是作為一種載人飛船研制的，但是遭受挫折之后，退而求其次，變成了貨運飛船。

唯一的航天飛機方案

“追夢者”是一種可重復使用的升力體航天飛機。實際上從氣動外形來看，“追夢者”更像是上世紀60年代HL-20空天飛機的繼承者，而不是航天飛機。在這個型號之前，美國宇航局和美國軍方開展了一系列空間飛機的研究，包括X-20“動力滑翔”，諾斯羅普公司的M2-F2、M2-F3、HL-10，馬丁公司的X-24A、X-24B、X-23。

“追夢者”最初打算競爭國際空間站的商業載人運輸服務合同，但因為技術難度大、研制周期趕不上美國宇航局的需求，輸給了“載人龍”和“星際線”。“追夢者”退而求其次，改成貨運型號，不但競爭國際空間站的貨運合同，也要競爭后續商業化空間站合同，其中包括美國宇航局的“近地軌道目的地”。等到貨運型投入使用并且技術成熟，就可以如同貨運型龍飛船一樣，改造成載人飛行器，往返于近地軌道和地面之間。

追夢者與空間站對接示意圖，旁邊還有一艘進步號貨運飛船

追夢者航天飛機與國際空間站對接想像圖

“追夢者”和其他貨運飛船的主要區別在于降落方式。它打算用聯合發射聯盟公司的“火神”火箭發射，配用“半人馬座”上面級，也可以用歐空局的阿里安火箭發射。但是在返回地球的時候，它不用降落傘也不用反推火箭，而是像航天飛機那樣，在常規跑道上自主水平降落。

既然是空天飛機的理念，“追夢者”的熱防護系統就與飛船有很大區別。在“追夢者”的腹部和上部，覆蓋著所謂的鋼化一體式纖維可重復使用抗氧化陶瓷（TUFROC），在機鼻和機翼前緣的熱防護能力最強。

“追夢者” 軌道器尾部

“追夢者”軌道器的主結構

莫名其妙的出圈

“追夢者”的研制計劃于2004年9月20日公開發布。2007年4月，最初的研制企業SpaceDev宣布，已與聯合發射聯盟公司合作，并考慮用宇宙神5火箭發射“追夢者”。2007年6月，SpaceDev與美國宇航局簽署合同。第二年10月21日，內華達山脈公司以3800萬美元收購了SpaceDev公司，主要資產當然就是“追夢者”。

2010年2月1日，內華達山脈公司獲得了2000萬美元的種子資金，用于美國宇航局商業載人開發（CCDev）的第一階段項目。4個計劃里程碑順利完成，包括推力器地面試車和初步結構設計。此后在美國宇航局德萊頓飛行研究中心進行了15%縮比版本的降落試驗。

2010年10月，內華達山脈公司向美國宇航局提出了CCDev第二階段招標的“追夢者”，預計項目成本不到10億美元。美國宇航局在2011年4月18日向內華達山脈公司撥付了8000萬美元的合同金額，此后又完成了多個里程碑的工作，包括改進機翼測試、綜合飛行軟件和硬件、起落架、全尺寸系留運載飛行測試和系統需求審查。

2012年2月，內華達山脈公司表示，完成了第一艘“追夢者”飛行樣機主要結構的組裝和交付。至此，內華達山脈公司完成了所有11個CCDev里程碑。公司在一份新聞稿中表示，自己“按時、按預算”完成了工作。

2012年6月12日，內華達山脈公司宣布，和美國宇航局蘭利中心聯合設計和開發“追夢者”。聯合團隊對“追夢者”進行了空氣動力學和氣動熱分析，以及制導、導航和控制系統分析。

2012年8月和10月，“追夢者”分別完成了第一個、第二個里程碑，即“項目實施計劃審查”和“綜合系統基線審查”

2012年8月3日，美國宇航局宣布向內華達山脈公司撥款2.125億美元，以繼續在商業乘員綜合能力（CCiCap）項目下開發“追夢者”。

“追夢者”軌道器的外形

“追夢者”轉運

2013年1月30日，內華達山脈公司宣布與洛·馬公司建立新的合作關系。根據協議，內華達山脈公司將向洛·馬公司支付1000萬美元，用于在路易斯安那州新奧爾良的Michoud工廠建造第二架飛行器。第二架飛行器預計將成為第一架軌道試驗飛行器，軌道飛行試驗計劃在未來兩年內開始。

2013年1月，內華達山脈公司宣布，2013年3月，將在加利福尼亞州愛德華茲空軍基地進行第二次掛載攜帶和第一次無動力下落測試。航天飛機的釋放將在3700米的高度進行，隨后將進行自動機器人著陸。

2013年3月13日，美國宇航局宣布，前航天飛機指令長李·阿坎博打算辭職加入內華達山脈航天公司。阿坎博曾是一名戰斗飛行員，曾經參加阿特蘭蒂斯號和發現號航天飛機飛行。他加入“追夢者”項目后，將承擔系統工程師和試飛員的工作。

2013年10月26日，“追夢者”模型實施首次自由飛行。模型用直升機吊到空中后釋放，飛行過程還算正常，但在著陸前，左側主起落架未能展開，導致模型墜毀。

2014年1月，內華達山脈公司宣布已簽署發射合同，將于2016年11月在機器人控制的軌道試驗飛行中駕駛首個軌道試驗飛行器。

2014年初，山脈公司完成了風洞測試，作為CCiCap里程碑的一部分。風洞試驗包括分析飛行器在軌道上升和再入期間的飛行動力學特性。“追夢者”阿特拉斯五號綜合發射系統的風洞試驗也已完成。這些試驗是在加利福尼亞州莫菲特菲爾德的美國宇航局艾姆斯研究中心、紐約的CALSPAN跨音速風洞和弗吉尼亞州漢普頓的美國宇航局蘭利研究中心統一計劃風洞完成的。

運輸途中的“追夢者”

但是，到了2014年9月16日，美國宇航局并沒有把商業載人計劃的下一階段合同授予“追夢者”，而是波音公司和太空探索技術公司中標。9月26日，內華達山脈公司向美國政府問責局（GAO）提出抗議。到了2014年10月22日，聯邦法院裁定美國宇航局的決策沒有問題。

但是內華達山脈公司沒有放棄，2014年12月2日，內華達山脈公司宣布完成了一個新的里程碑，涉及“追夢者”的推進系統。到12月底，美國宇航局拋棄“追夢者”的細節浮出水面，“機構的一位高級官員”——也就是美國宇航局負責載人飛行的副局長威廉姆·格斯特梅爾，故意把波音公司的排名往前提了一位，才導致了追夢者落選。格斯特梅爾可能“單方面改變評分標準，越權了”。但是2015年1月5日GAO駁回了內華達山脈的質疑。

“追夢者”航天飛機具有很好的復用能力和自動著陸能力，飛行中過載很低，非常適合運送航天員和載荷返回地球

貨運版入圍

就在打官司的同時，2014年12月，內華達山脈公司提出了“追夢者”貨運版計劃，競標美國宇航局的第二階段國際空間站貨運服務——CRS-2。美國宇航局這次沒有拒絕。2016年1月，美國宇航局宣布，“追夢者”獲得CRS-2合同，并承諾購買至少6次國際空間站再補給任務，和太空探索技術公司的“貨運龍”、諾斯羅普·格魯曼公司的“天鵝座”并列。

但內華達山脈公司表示，它“從未停止過”載人版本的開發工作，等貨運版研制成功后再行推出。2021年11月，內華達山脈公司稱，該公司募集到了14億美元的A輪融資，將用于在2025年前開發載人版本的“追夢者”。

2021年10月25日，內華達山脈公司和藍色起源公司聯合宣布，將共同打造新一代“軌道環礁”空間站，競標美國宇航局的商業化低軌道載人空間站任務，旨在成為一個“多用途商業園區”。“追夢者”將成為人員和貨物運輸航天器之一。

“追夢者”的貨運版本被稱為“追夢者”貨運系統（DCCS），計劃于2023年1月開發完成，并根據美國宇航局的商業貨運補給服務-2（CRS-2）計劃，向國際空間站運送貨物。“追夢者”貨運系統攜帶一個安裝有太陽能電池板的貨艙，一次性使用。

追夢者航天飛機著陸試驗

追夢者航天飛機在測試中

展出的“追夢者”軌道器模型

為了滿足CRS-2指南的要求，“追夢者”貨運系統要把機翼折疊，這樣才能裝進直徑為5米的有效載荷整流罩內，而原先設計的載人版“追夢者”是不打算采用整流罩的。之所以要考慮整流罩，是為了允許貨運版能夠在各種運力足夠的火箭上發射，如“阿里安5”和“宇宙神5”。貨運版“追夢者”上行能力為5000千克加壓貨物和500千克非加壓貨物，可以帶走3250千克垃圾，扔進大氣層燒毀，并且把1750千克貨物帶回地面。

2019年8月14日，內華達山脈航天公司宣布將用聯合發射聯盟公司的火神火箭發射所有6次CRS-2任務，第一次飛行準備在2021底實施，但是后來又宣布，首次飛行將推遲到2023年1月。

2021年11月19日，內華達山脈公司還宣布，它正在考慮研制“追夢者”的第三個版本，專門用于軍事和情報任務，但細節沒有透露。

上文中談到的一次性貨艙稱為“流星”艙，是一個4.6米長的附件，據說總貨運能力達到4500千克，其中包括了加壓和非加壓貨物。“追夢者”的垃圾清運功能也是由該艙段承擔的。除了運載貨物外，“流星”艙還攜帶了發電能力6千瓦的太陽能電池板。它具有自主的熱控能力，有6個推力器來實現軌道和姿態控制，可以和國際空間站的不同制式接口對接。航天員要先進入“流星”艙，再通過另一個艙門進入“追夢者”。內華達山脈公司表示，“流星”艙也適用于研制中的“低軌道目的地”空間站。

除了美國宇航局，內華達山脈公司還積極向其他用戶推銷“追夢者”。2013年12月，德國航空航天中心（DLR）宣布，要調研歐洲是不是能利用“追夢者”的技術。該項目名為“歐洲使用的追夢者”（DC4EU），用來向國際空間站運送船員和貨物，還可以執行更高軌道的任務。

到2014年1月，歐空局同意成為DC4EU項目的合作伙伴。歐空局還研究了“歐洲化”“追夢者”的發射方案，特別是它是否可以從圭亞那航天中心用阿里安5火箭發射。但是為了簡化空氣動力學問題，必須把“追夢者”裝在整流罩內發射。阿里安5號在設計之初是考慮了載人能力的，一度打算用來發射“赫爾墨斯”航天飛機，也出現過發射載人飛船的構想。但這些項目后來都被取消了。