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航天飞机的兴衰:一段美丽但可怕的历史
发布时间:2020-05-05 09:01 来源:互联网

2005年,时任美国宇航局局长的迈克尔·格里芬公开批评航天飞机项目,震惊了航天界,他说这是一个错误,对美国来说不是正确的道路。格里芬的评论令人震惊,因为该项目正在全力进行中,受到了美国公众的热烈欢迎。六年后,航天飞机永久停飞,在经历了30年的动荡之后退役了。

但早在格里芬公开表达自己的不满之前,这个项目的裂痕就已经形成了。1986年的挑战者号和2003年的哥伦比亚号灾难导致了14名宇航员的死亡,这引起了许多人对这个概念的质疑。在这些悲剧之外还出现了其他瑕疵,因为人们痛苦地发现,该计划未能兑现其承诺。

航天飞机带来了许多技术和科学上的进步,这是不可否认的。问题是这些利益是否值得付出代价,这些代价是更有成效的空间战略机会、金钱甚至是生命。遗憾的是,唯一可信的答案是否定的。

美国宇航局确信可重复使用的航天飞机将获得巨大的经济效益,与土星五号相比,有望节省90%到95%的发射成本。但事实证明,情况大不相同,因为在轨道上装载一磅载荷的航天飞机比在它之前装载的土星运载火箭花费更多。还有就是随着航天飞机年龄的增长,它一年比一年危险,飞行成本也一年比一年高。

事实上,航天飞机的缺陷可以追溯到它的起源和既定的目的。作为一个概念,它可以追溯到20世纪60年代末和早期关于整体发射和再入飞行器系统的建议。1972年,理查德·尼克松总统批准了航天飞机计划的发展,并于1981年进行了首次发射。

该飞行器被认为是阿波罗计划的合乎逻辑的下一步,正如美国宇航局官员在1972年解释的那样,一艘真正的宇宙飞船将是往返地球的高效交通工具。航天飞机在当时起着支持往返的空间站的作用,当然这一切都是人类下一次巨大飞跃的前奏:载人火星之旅。

1961年至1972年,阿波罗成功执行任务后,人们对太空充满了信心和乐观。然而,阿波罗任务期间耗资254亿美元(按今天的标准是1530亿美元)是令人震惊的。因此,美国太空计划的下一阶段强调采用低成本、可重复使用的组件,航天飞机的项目概念就从这里开始。

航天飞机是妥协的牺牲品,几乎立刻就被淘汰了。最初,它应该是一个完全可重复使用的两级运载工具,但是预算限制导致了现在标志性的系统:一对可重复使用的固体火箭助推器和一个一次性的外部燃料箱托起了一个有翼的轨道飞行器。这一基本设计在2010年代早期仍在使用,这对最初在1960年代和1970年代勾勒出这一概念的设计师和开发人员来说是很震惊的,因为该计划预计此设计不会持续到21世纪,到那时它应该已经被更先进的东西取代。

哈佛-史密森天体物理中心的天体物理学家乔纳森·麦克道尔说:“在四次轨道测试飞行后宣布它可以运行是出于政治动机,在我看来,这是一个巨大的错误。与之前发生的一切相比,这是一个太大的飞跃。因此,对可重用性和周转时间的估计并不是基于实际经验,基本上是过于乐观的猜测。航天飞机应该飞行10到20次,把它报废掉,然后根据吸取的教训重新设计成航天飞机2.0版本。”

航天飞机项目极其危险是毫无争议的。共有355名宇航员乘坐美国宇航局的航天飞机,其中4%的人在执行任务时遇难。从1981年到2011年的135次太空运输系统任务中,有两次以灾难告终,完全失败的几率是67分之一。总之,那是可怕的。

2003年哥伦比亚号的灾难可以肯定是航天飞机设计本身的原因,在发射过程中泡沫脱落,损坏了航天飞机的左翼。1986年的挑战者号灾难是由固体火箭助推器o形环的一个灾难性缺陷引起的,该缺陷导致热气体在发射过程中通过一个接头泄漏,导致大规模爆炸。

人力成本是巨大的,但经济成本也是巨大的。“挑战者号”的替代轨道飞行器的建造成本约为17亿美元。到2010年,美国宇航局已经花费了7.75亿美元来准备和发射每一个航天飞机任务。从开发到退役,整个航天飞机项目总共花费了2090亿美元,这还不包括通货膨胀。

公平地说,航天飞机并没有兑现它多次低成本发射的承诺。尽管如此,航天飞机项目仍然保持着它的魅力,而且事后对该项目的批评几乎是粗鲁的。

麦克道尔尽管对这个项目表示担忧,但他承认航天飞机提高了我们在载人航天方面的专业水平。这个想法在当时是有意义的,但技术还不足以完全实现它。他说:“我们学到了很多关于太空飞行器的可重用性知识,学到了大量关于在高层大气中提升飞行速度的知识,以及卫星在轨修复和如何从轨道上回收卫星的知识。

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