各国新飞船催生载人航天新高潮

文/常飞

▲ 载人龙飞船

5 月8 日，中国新一代载人飞船试验船完成首飞并成功着陆。5 月31 日，美国太空探索技术公司的新一代载人飞船也进行了第一次载人飞行。2020 注定成为载人航天史上重要的一年。那么，现在有多少类型的飞船正在推进研制？它们各自又有哪些特点呢？

掀起新一轮研制热潮

我们先来谈谈这一轮载人飞船研制热潮的时代背景。

这一轮研制热潮的先行者是美国。当美国政府和美国宇航局把载人探索活动的重点从近地轨道转向深空后，就催生了3 种载人飞船。

首先就是美国宇航局用来执行深空探索、登月乃至火星任务的猎户座飞船。而近地轨道载人飞行的任务他们则打算交给私营企业，由此诞生了太空探索技术公司的载人龙飞船和波音公司的星际线飞船。这样一来，美国目前就有3 种正在研制的新飞船了。

对于俄罗斯来说，虽然联盟号飞船的性能可靠，技术成熟，但它毕竟是上世纪70 年代的技术底子，只能搭乘3 名航天员，所以俄罗斯很早就想研制一种新飞船将其替换掉。

早在2000 年前后，俄罗斯就与欧空局推出了一种叫“快船”的新型升力体飞船方案。但当时因该方案的难度太大，再加上欧空局的退出，致使该项目不了了之。取而代之的是2013 年启动的新一代飞船“鹰”。

“鹰”虽然比“猎户座”小一点，但任务基本一样，都是瞄准登月飞行而设计的。按照俄罗斯官方公布的计划，“鹰”将在2023年进行第一次无人飞行，2025 年进行第一次载人飞行，2026 年进行月球轨道飞行。但由于国家财力有限，“鹰”的研制进度并不乐观。

综上所述，在美国载人重返月球、国际空间站商业化的驱动下，美国和俄罗斯的载人飞船研制迎来了新的高潮。

中国的新一代载人飞船则主要是为自主空间站计划服务。按照中国空间技术研究院载人飞船系统副总设计师马晓兵的介绍：新一代载人飞船能适应载人和载货等多种任务，满足中国近地空间站运营任务，是高安全、可重复使用的载人天地往返运输飞行器。飞船采用了新型防热材料、双层返回舱结构、群伞减速、气囊缓冲回收系统、无毒发动机、大型表面张力储箱等一系列新技术。

或许有航天爱好者会发现，上文似乎还漏掉了一种重要的飞船——太空探索技术公司正在研制的“星船”。

用不锈钢做外壳的“星船”洋溢着科幻的色彩，这让马斯克的粉丝们兴奋不已。马斯克还曾为这种飞船设想了丰富的应用场景：它可以在地球轨道上飞行，可以往返月球，还可以在地球的任意两点之间飞行。不过“星船”自从制造出第一艘原型机到现在，研制工作从来没有顺利过。

各国新飞船任务迥异

上述这些各具特色的新飞船各自有着不同的任务目标。

▲ 猎户座飞船剖面图

▲ 太空探索技术公司殖民火星的“星船”

根据美国宇航局发布的各种文献显示，猎户座飞船的用途绝不仅仅是飞到国际空间站或月球，它所承担的任务可以分成3 个方面来解读。

首先，猎户座飞船可以作为近地轨道天地往返飞行器。其次，该飞船能成为地月空间的载人渡船。这里所说的地月空间不仅指月球本身，还包括了从近地轨道一直到月球轨道的广大区域。在这个广大的区域中有一个叫做第二拉格朗日点的重要位置。在那儿，地球、月球和太阳的引力形成了微妙的平衡，航天器若部署在那里，就会绕着一个环形轨道，也就是所谓的光晕轨道飞行。

按照美国宇航局的设想，要在那里设置一个地月轨道空间站，如果要从地球前往月球，航天员可以乘坐猎户座飞船先抵达地月轨道空间站，然后再在这里换乘前往月球的登月飞船；而要从月球返回时，乘坐飞船先抵达地月轨道空间站，然后再换乘猎户座飞船返回地球。

另外，猎户座飞船还要承担从地球前往火星的人员运输任务。虽然美国宇航局还没有最后确定火星飞船的总体结构，但是它显然不可能从地面整体直接发射，而会采取和国际空间站同样的一段一段地发射入轨组合的方式，再前往火星。当这艘巨大的火星飞船组合完毕，航天员就将乘坐猎户座飞船上天，和它对接在一起，然后前往火星。

▲ 俄罗斯鹰飞船

太空探索技术公司的载人龙飞船和波音公司的星际线飞船其任务就相对简单了，只是完成从地面到近地轨道载人空间站的天地往返运输工作。马斯克一度打算把载人龙飞船扩展成登月飞船甚至火星飞船，还考虑过把载人龙飞船设计成能够在火星上长期居住的居住舱，但是后来都不了了之。显然，飞船是飞船，房子是房子，这两种东西不能混为一谈。

俄罗斯的新一代载人飞船和中国的新一代载人飞船定位比较相似，首先是替代老型号飞船完成近地轨道的人员往返任务，其次也要完成从地球到月球的人员运输工作。当然，无论是俄罗斯的还是中国的新一代飞船，都不考虑直接降落在月球表面，其中的原因和猎户座飞船应该也是一样的。

疫情对新飞船研制的影响如何？

就在上述几种新飞船的研制进入关键节点时，新冠肺炎疫情让全世界都放缓了脚步。

美国从美国宇航局到航天私企都采取措施，尽量避免人员聚集。虽然重点科研活动还在推进，但整个载人航天活动进度受到冲击已经是不可避免的事情。

按照计划，猎户座飞船要在2021年进行第一次不载人的月球绕飞，那么2020 年的工作将极为紧张。目前，美国宇航局的大部分机构都已经进入了居家办公的状态，效率严重降低。

“星际线”所面临的问题就更复杂了。该飞船2019 年12 月进行的一次试验飞行失败，随着事故调查的深入，发现飞船存在大量的软件错误。

俄罗斯的鹰飞船，其任务计划表相对宽松，它最大的问题并不是疫情，而是火箭。

▲ 猎户座飞船在厂房

▲ 正在进行测试的龙飞船

按照计划，“鹰”可以用“罗斯M”“安加拉A5”“联盟5”3种火箭发射。但“罗斯M”已经下马，“安加拉A5”第一次亚轨道飞行已经过去了6 年多，一直没有再发射过。据悉，俄罗斯在2020年为“安加拉A5”安排了5次飞行任务，具体实现情况还有待观察。而“联盟5”的发展非常低调，俄罗斯政府对它的支持力度也很有限。所以，“鹰”最终选用哪型火箭完成任务还不得而知。

由于中国在疫情防控方面的举措有力，新一代飞船的生产试验受到的影响比较小。5 月8 日，中国新一代载人飞船试验船搭乘长征五号B 运载火箭如期完成了首次飞行任务，实现了空间站阶段飞行任务首战告捷，拉开了中国载人航天工程“第三步”任务序幕。

而太空探索技术公司的载人龙飞船，也克服了疫情的影响，按计划在5月31 日进行了首次载人飞行。

总体来说，今年是全球载人航天的关键一年。如果航天科研工作者们能顶住疫情和技术挑战，把这一年的工作按计划完成，那么本世纪20 年代，我们将迎来载人飞行活动的一个新高潮。