Astronomy 版 (精华区)

发信人: reise (旅行), 信区: Astronomy
标  题: “下一代航天飞机”企盼人类大智慧 
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年05月18日11:05:38 星期天), 站内信件

　　１９８１年４月１２日，第一架航天飞机在美国首次发射成功，它为美国航空
航天局（ＮＡＳＡ）开创了探索太空的全新时代。从此，世界上有了能够回收并重
复使用的“太空车辆”。在第一代航天飞机投入使用后，开发第二代航天飞机的工
作就已同时起步。“美国航空航天局需要一套全新的发射系统，”丹尼斯·史密斯
是美国航空航天局下一代航天飞机研制中心的计算机程序主管，他解释说，“但最
初我们只是在旧系统的基础上修修补补。”

　　美国航空航天局的官员对下一代航天飞机的要求是更便宜、功能更强大、具有
更优良的安全性能。过去的设计在当时看来是很先进的，不过现在看来却存在许多
不尽人意之处。新方案希望能帮助美国航空航天业达到一个更高的水平。１９９４
年，代号为“Ｘ－３３”的航天工程在克林顿总统的授权下正式启动，它的目的是
开发真正意义上的航天飞机。现在使用的航天飞机必须借助火箭的推力才能发射成
功，而根据“Ｘ－３３”方案设计的航天飞机自带引擎和燃料，垂直发射升空进入
预定的地球轨道。

　　一旦完成使命，“Ｘ－３３”将和现在的航天飞机一样，通过跑道滑行回到地
面。“Ｘ－３３”的“独到设计”意味着航天飞机的发射将更加简单，回收航天飞
机准备下次发射的工作量将大为降低，同时也降低了航天飞机发射的开销。

　　前景暗淡，方案失败

　　与当前的航天飞机相比，“Ｘ－３３”能节省发射费用约百分之九十，美好的
前景曾使许多人坚信，“Ｘ－３３”就是下一代航天飞机的雏形。不过，如果没有
外力帮助“Ｘ－３３”升起，考虑到它的有效载荷加上航天飞机执行任务所需的燃
料，设计者至少要将引擎的推力加大到能使航天飞机的速度达到音速的１８倍；而
且，新型的更轻、更耐热、更坚硬的合成材料也应该同时开发使用，以减轻“Ｘ－
３３”的发射重量。

　　查尔斯·威克是美国全球太空防御系统的分析专家，他回忆说，正是上述不成
熟的技术设计最终导致了“Ｘ－３３”计划的失败。“制造燃料箱的合成材料出现
了问题，”威克说，“１９９９年，我们第一次测试‘Ｘ－３３'实物模型。与我
们以前希望的不同，那是一次航空航天实验的巨大失败。燃料从燃料箱中溢出，使
‘Ｘ－３３'实物模型在地面实验中发生爆炸。由于这次失败，研制下一代航天飞
机的时间被迫延期，因此，现在发射航天飞机基本上使用的是最初研制的技术。许
多人指责这次‘哥伦比亚'号航天飞机失事是因为使用了过于陈旧的技术，但是他
们并没有注意到，新的技术更不完善。”

　　两年以后，“Ｘ－３３”的设计工作重新启动，这项计划的全部投资超过１０
亿美元，但最终还是没有成功生产出一驾航天飞机的原型机。随后，在２００１年，
“Ｘ－３３”工程被迫正式取消。

　　吸取教训，另辟蹊径

　　美国航空航天局并没有放弃研制新型发射系统的努力。２００２年１１月，美
国航空航天局局长肖恩宣布，一项新的名为“动力太空发射”的计划被正式提上日
程，它能使航天飞机的造价更便宜，这项计划简称为“ＳＬＩ”。

　　“ＳＬＩ”计划研制的并非是载人航天飞机的替代品，而是载人航天飞机的一
种造价低廉的补充方案，预计４５亿美元将投入这项工程，这种新型航天飞机被命
名为“Ｘ－３７”。“Ｘ－３７”在某些方面将延续“Ｘ－３３”的设计思想，如
使用更轻、更耐热的合成材料，但是，它抛弃了“Ｘ－３３”使用自带引擎和燃料
的构想，仍然和以前一样，使用火箭作为助推器将其送入预定轨道。 

　　在轨道上，“Ｘ－３７”在完成放置卫星任务或其他太空实验任务时，最多可
在太空飞行２１天。“Ｘ－３７”计划之所以花费低廉，是因为其设计思想基本上
是基于无人驾驶的航天飞机。在动辄以百亿美元为计量单位的航天事业中，价格往
往是一个决定性因素，而“Ｘ－３７”计划被认为是一种实用的、过渡性质的航天
飞机研制计划。 

　　精益求精，任重道远 

　　由于“Ｘ－３３”方案的失败，到现在为止，美国还没有一项开发出一架真正
意义上的“下一代航天飞机”的计划。但是，如果“Ｘ－３７”方案获得成功，且
技术发展逐渐成熟，科学家将在“ＳＬＩ”工程的基础上组装其他部件，实现下一
代航天“出租车”计划的设想。

　　这种航天飞机被称为“轨道航天飞机”，体积只有现在的航天飞机（如“哥伦
比亚”号）的四分之一，最多可以乘坐５名宇航员并携带少量货物。查尔斯·威克
说，如此小的体积不仅可以使作为助推器的火箭的造价大幅降低，更重要的是，“
它将比我们现有的任何航天飞机更可靠、更安全”。

　　更小、更轻、更便宜的“轨道航天飞机”能够完成向国际空间站运送货物的绝
大多数任务。它不像是一辆“运输卡车”，而更像是一辆“出租车”，从而完成运
送宇航员和供应物资的任务。但是，“轨道航天飞机”不能运送如国际太空站上需
要的太阳能板等太大的载荷，因此，从严格意义上说，它仍然只是一种“补充性质”
的小型航天飞机方案。

　　即使是正式提上日程的“Ｘ－３７”计划，其实物模型测试实验也被安排到
２００４年进行，因此，“轨道航天飞机”的出现最早也要等到２００６年后。尽管
美国航空航天局加快了研制步伐，但真正意义上的“下一代航天飞机”还需要凝聚
人类更多的智慧和努力。

　　由于“哥伦比亚”号航天飞机的失事，美国航空航天局承受着前所未有的压力，
许多公众甚至对人类的航天事业产生了怀疑，要求美国政府削减在航天领域的财
政投资，无疑，这对正在经受种种磨难的美国人来说又是一次不小的打击。

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