【文/ 科工力量專欄作者 李會超】
2011年7月8日，亞特蘭蒂斯號執行了太空梭計劃中的最後一次飛行。自此之後，美國的國土上已經整整7年沒有起飛過載人太空飛行器。美國太空人來往國際空間站需要搭乘俄羅斯的聯盟號飛船，並以每年水漲船高的價格購買「船票」。在暫時失去載人航天能力的7年多中，美國一直在積極進行下一代載人航天載具的研發。8月3日，NASA公布了參與商業載人航天任務的第一批太空人名單，其載人航天的新策略也愈發明晰：將近地軌道交給商業航天，將自身的研發力量集中到星際載人飛行上。
老玩家與新選手
即將為NASA執行商業載人航天任務的兩種飛船是波音公司研發的CST-100載人飛船和SpaceX公司的載人型龍飛船。
相比於近幾年頻頻搶佔航天新聞頭條的SpaceX，波音公司更為人熟知的業務是各類民航客機的研發。波音747、777、787、737等經典機型佔據了國際民航業的半壁江山。然而在航天領域，波音公司也是老資格的「資深玩家」。早在阿波羅登月任務開展時，波音就作為承包商承擔了重要的工作。土星5號火箭是登月成功的關鍵因素，蘇聯就因火箭設計不過關而輸掉了登月競賽。而提供土星5號起飛時高達35000千牛強大推力的火箭第一級，就是由波音公司製造的。後來，波音公司還兼併了曾經負責阿波羅飛船設計製造的北美公司、負責太空梭軌道器設計製造的羅克韋爾公司等。
目前，波音公司是美國「聯合發射聯盟」（ULA）的主要成員，其研發的Delta系列火箭承擔了不少NASA和美國軍方的發射任務。此次波音入選的CST-100飛船採用了比太空梭簡單得多的兩艙式設計，其外觀與不連接登月艙的阿波羅飛船十分相似。CST-100每次飛行最多可以搭載7名太空人，每艘飛船可重複使用十次。在太空梭之前，美國的阿波羅、雙子座等載人飛船返回地球時均在海上被回收。而CST-100則首次採用了陸上回收的方式，由飛船在著陸時彈出的氣墊提供緩衝。
波音CST-100飛船在太空中飛行的效果圖
航天新秀SpaceX的龍飛船採用的也是兩艙設計。龍飛船的貨運型是第一種成功為國際空間站提供補給的商業航天。載人型龍飛船也被稱為龍飛船2代，船一次最多可以搭載7名太空人，具備十次左右的可重複利用能力。龍飛船的主要回收方式為海上著陸，但在預留了未來開發陸上著陸技術的空間。與CST-100相比，龍飛船的體態相對纖瘦，船艙直徑較小，但船艙高度更高，因此船艙的實際容積與CST-100相差不大。此外，相比可以由多種美國現役火箭發射的CST-100，龍飛船未來將僅由SpaceX自己研發的獵鷹系列火箭發射。
載人型龍飛船的飛行效果圖
相比於將發射、貨運、載人功能融為一體的太空梭，CST飛船和龍飛船的結構要簡單的多。這很大程度上來自於太空梭計劃中的教訓：過於複雜的太空飛行器將降低可靠性，增加每次發射前所需進行的工作量，使每次發射的費用飆升。在新一代飛船的設計中，設計師們意識飛船本身主要是航天員往返天地的運輸工具，不要在載人功能之外為其賦予太多的其他功能。因此，NASA對新一代商業飛船提出的設計要求僅僅是能夠安全的搭載太空人來往於國際空間站。然而，結構簡單的新一代飛船仍有一些超越太空梭的指標。兩種飛船均能在國際空間站上駐留210天以上，大大超過了太空梭的12天。長期駐留的飛船可以作為國際空間站的「救生艇」，在緊急情況下撤回太空人。
飛船研發的新模式
在美國以往的太空飛行器研發製造中，波音、格魯曼等私營航天業巨頭也會參與到項目中來，太空飛行器的製造最終是由這些企業而不是NASA來完成的。但在研發過程中，NASA始終對太空飛行器的設計保持控制，NASA的科學家和工程師會參與到研發、製造、測試和發射的各個過程中來，主導設計方案和技術路線的確定，並確保太空飛行器的安全和可靠性。最終，製造出的太空飛行器、其附帶的智慧財產權和太空飛行器的運營設施屬於NASA，研發的全部預算也由NASA承擔。