作為縮小版航天飛機(jī),由美國(guó)塞拉航天公司(Sierra Space)打造的逐夢(mèng)者號(hào)航天飛機(jī),本該在幾年前就翱翔軌道,為國(guó)際空間站運(yùn)送貨物補(bǔ)給,但現(xiàn)實(shí)總愛開玩笑——首飛日期從2021年一拖再拖,一度鎖定今年,但已經(jīng)沒戲。為什么這么糾結(jié)?背后的技術(shù)難題、市場(chǎng)博弈和戰(zhàn)略選擇,又會(huì)讓它的未來怎樣?我們來一步步拆解這個(gè)太空逐夢(mèng)的故事,聊聊那些隱藏在推遲背后的秘密,以及為何選擇聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟的火神火箭,而不是更靠譜的SpaceX獵鷹9號(hào)?
●逐夢(mèng)者的誕生:從夢(mèng)想藍(lán)圖到現(xiàn)實(shí)考驗(yàn)
逐夢(mèng)者號(hào)航天飛機(jī)(Dream Chaser spaceplane)脫胎于NASA早年的HL-20概念,一種升力體設(shè)計(jì)(依靠機(jī)身形狀產(chǎn)生升力)航天器。最初由塞拉航天的母公司——內(nèi)華達(dá)山脈公司(Sierra Nevada Corporation)從2010年代初開始研發(fā),目標(biāo)是打造一款可重復(fù)使用的航天飛機(jī),能垂直發(fā)射、水平著陸。逐夢(mèng)者號(hào)亮點(diǎn)在于,能以低至1.5G的重力加速度返回地球——這比其他貨運(yùn)飛船的降落傘式著陸溫柔多了,尤其適合運(yùn)送那些嬌貴的科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣本,比如微重力環(huán)境下培養(yǎng)的晶體或生物組織。
塞拉航天和NASA簽了筆大單:至少七次貨運(yùn)任務(wù),總價(jià)值高達(dá)數(shù)十億美元。首架逐夢(mèng)者航天飛機(jī)名叫「堅(jiān)韌號(hào)」(Tenacity),能扛起5440公斤貨物,還配了個(gè)叫「流星號(hào)」(Shooting Star)的貨艙模塊,能扔掉不用的部分,減輕返回重量。聽起來完美?但從實(shí)驗(yàn)室到太空,總有無數(shù)坑等著。
●首飛為何總在「明天」?技術(shù)絆腳石大起底
如果問塞拉航天高管,為什么首飛從2021年一直拖到2025年,他們可能會(huì)嘆氣說:「太空可不是兒戲?!棺罴值哪^于推進(jìn)系統(tǒng)。不同于老派航天器用那些高毒性的自燃推進(jìn)劑,逐夢(mèng)者號(hào)選了環(huán)保路線:煤油加過氧化氫的混合體。這玩意兒更安全、污染小,著陸后宇航員不用穿防化服就能靠近。但正因?yàn)椤妇G色」,它也更難搞定——引擎得在三種不同推力水平上精確工作,控制軌道調(diào)整和姿態(tài),像個(gè)精密的芭蕾舞者。
塞拉航天前首席執(zhí)行官Tom Vice曾在采訪中直言:「這條路走得異常艱難?!沟浆F(xiàn)在,開發(fā)團(tuán)隊(duì)還在測(cè)試那二十多個(gè)小型火箭引擎,確保它們?cè)跓o人首飛中不出岔子。NASA國(guó)際空間站項(xiàng)目主管Dana Weigel也強(qiáng)調(diào),塞拉航天吸取了波音星際客船2019年那次軟件失靈的慘痛教訓(xùn),所以逐夢(mèng)者號(hào)軟件認(rèn)證格外嚴(yán)苛。軟件得模擬整個(gè)飛行過程,從發(fā)射到靠近空間站的對(duì)接,確保每一步都萬無一失。
測(cè)試環(huán)節(jié)更是馬拉松。2024年初,「堅(jiān)韌號(hào)」在NASA尼爾·阿姆斯特朗測(cè)試中心經(jīng)受了振動(dòng)和熱真空考驗(yàn):模擬發(fā)射時(shí)的劇烈抖動(dòng)、太空的極寒(低至-101°C)和灼熱(高至148°C),加上真空環(huán)境。熱防護(hù)系統(tǒng)——那些耐高溫陶瓷磚拼成的「盔甲」,必須經(jīng)得起再入大氣層的千度高溫。這些測(cè)試過了,但后續(xù)在肯尼迪航天中心的組裝和磚塊安裝,還是花了不少時(shí)間。
再加上發(fā)射載具的麻煩。逐夢(mèng)者號(hào)搭乘的火神火箭本身也晚點(diǎn)了?;鹕袷荱LA的新一代主力,2024年1月才首飛成功,但引擎交付延遲,讓整個(gè)時(shí)間表亂套。ULA還得先為美國(guó)太空軍完成兩次認(rèn)證飛行,才能接國(guó)家安全任務(wù)。這就把逐夢(mèng)者號(hào)擠到了2025年。更別提聯(lián)邦航空管理局(FAA)的再入許可——他們現(xiàn)在對(duì)商業(yè)航天器返回地球的要求越來越嚴(yán)。2024年瓦爾達(dá)航天工業(yè)公司(Varda Space Industries)違規(guī)事件就是前車之鑒。該公司因?yàn)闆]拿到FAA的再入許可就貿(mào)然發(fā)射航天器,結(jié)果航天器在軌道上多飄了好幾個(gè)月,這事兒成了航天圈的典型教訓(xùn),讓監(jiān)管部門對(duì)類似項(xiàng)目盯得更緊。
還有合同調(diào)整的插曲。塞拉航天正和NASA商量,首飛別直接對(duì)接空間站,先來個(gè)近距離飛越,測(cè)試推進(jìn)和導(dǎo)航系統(tǒng)。這聽起來穩(wěn)妥,但也意味著更多審批和延期。
●前景預(yù)判:機(jī)遇閃耀,卻危機(jī)四伏
盡管磕磕絆絆,逐夢(mèng)者號(hào)前途還是亮堂堂的。它不像SpaceX龍飛船或者諾斯羅普·格魯曼的天鵝座飛船那樣靠降落傘落地,而是能像飛機(jī)一樣滑翔回跑道,這對(duì)生物科技和材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)來說是福音——低沖擊力意味著高敏感樣本會(huì)更完整。而且它的可重復(fù)使用性強(qiáng),能飛15次以上,長(zhǎng)期下來成本更低。環(huán)保推進(jìn)系統(tǒng)還讓它更安全,適合未來載人版本,搭載3到7名宇航員,往返「軌道礁」(Orbital Reef)這樣的商業(yè)空間站。軌道礁由藍(lán)色起源主導(dǎo)并負(fù)責(zé)整體架構(gòu)和發(fā)射,由塞拉航天提供逐夢(mèng)者號(hào)航天飛機(jī)和充氣模塊技術(shù)。其他伙伴包括波音提供對(duì)接系統(tǒng),創(chuàng)世紀(jì)工程公司設(shè)計(jì)單人太空艙,以及亞利桑那州立大學(xué)提供科研規(guī)劃。
塞拉航天副總裁Pablo Gonzalez興奮地說:「逐夢(mèng)者號(hào)的靈活性,能滿足從NASA到私企的各種需求。」他們已經(jīng)在2025年1月和NASA完成了聯(lián)合測(cè)試,證明它能為有效載荷提供電力、冷卻和數(shù)據(jù)傳輸。想象一下,它不只運(yùn)貨,還能變身軌道實(shí)驗(yàn)室,推動(dòng)微重力研究的新突破。
但挑戰(zhàn)也不少。技術(shù)延期可能讓NASA貨運(yùn)鏈條吃緊——現(xiàn)在美國(guó)段補(bǔ)給主要靠龍飛船,天鵝座也轉(zhuǎn)向獵鷹9號(hào)發(fā)射。如果逐夢(mèng)者號(hào)再拖,就會(huì)打亂原定商業(yè)貨運(yùn)計(jì)劃。塞拉航天的錢袋子也緊巴巴,研發(fā)燒錢,還得平衡商業(yè)空間站項(xiàng)目。更狠的是競(jìng)爭(zhēng):SpaceX全力開發(fā)的星艦運(yùn)力超大、成本超低,像頭巨鯨吞噬未來市場(chǎng)。如果國(guó)際空間站2030年退役,新商業(yè)站還沒建好,逐夢(mèng)者號(hào)的市場(chǎng)就懸了。
●為啥選火神火箭?不搭獵鷹9號(hào)的深層邏輯
現(xiàn)在聊聊這個(gè)謎題:為什么塞拉航天不選SpaceX獵鷹9號(hào),那家伙可靠又便宜?答案藏在歷史、技術(shù)和戰(zhàn)略里。
首先,塞拉航天的母公司內(nèi)華達(dá)山脈和ULA的合作從2019年就開始了。雙方簽了協(xié)議,前六次任務(wù)全用火神。ULA在老航天飛機(jī)時(shí)代經(jīng)驗(yàn)豐富,它的阿特拉斯V火箭本就是逐夢(mèng)者號(hào)的備選。NASA的合同也指定了火神,改動(dòng)起來費(fèi)勁。
技術(shù)上,火神的半人馬V上面級(jí)專為高精度軌道設(shè)計(jì),能把逐夢(mèng)者號(hào)穩(wěn)穩(wěn)送到國(guó)際空間站的400公里高度。獵鷹9號(hào)雖牛,但更通用而非專用,使用起來需要額外改裝。
戰(zhàn)略層面,這能分散風(fēng)險(xiǎn)。NASA不想把所有蛋放SpaceX一個(gè)籃子,CRS-2合同選了三家供應(yīng)商,就是為了多樣性。ULA是軍方寵兒,火神的認(rèn)證對(duì)國(guó)家安全關(guān)鍵,內(nèi)華達(dá)山脈也是老牌國(guó)防承包商,逐夢(mèng)者號(hào)搭車也能沾光。反觀獵鷹9號(hào),使用它就等于幫競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手打工——龍飛船已經(jīng)霸占貨運(yùn)市場(chǎng),逐夢(mèng)者號(hào)得保持「獨(dú)立」。
逐夢(mèng)者號(hào)的故事,像極了人類太空探索的縮影:滿懷雄心,卻總被現(xiàn)實(shí)拉扯。有朝一日,「堅(jiān)韌號(hào)」 帶著3850公斤貨物順利升空,在軌道待上45到75天后優(yōu)雅落地,那將重燃航天飛機(jī)時(shí)代的火種。它不只是一架太空飛機(jī),更是低軌經(jīng)濟(jì)的穿梭機(jī),連接科學(xué)、創(chuàng)新和商業(yè)。不過,太空無情,成敗一線間。塞拉航天得加速攻克技術(shù)關(guān),在競(jìng)爭(zhēng)中殺出重圍。逐夢(mèng)者號(hào),能否像它的名字一樣,堅(jiān)韌不拔地飛向太空?
關(guān)鍵信息索引:
Is the Dream Chaser space plane ever going to launch into orbit?
After decades of dreams, a commercial spaceplane is almost ready to fly
Dream Chaser spaceplane 1st launch delayed until 2025
Sierra Space unveils fully integrated Dream Chaser spaceplane amid testing campaign
Wikipedia:Dream Chaser
First Dream Chaser spaceplane needs more work when it gets to launch site
Sierra Space Dream Chaser Spaceplane Successfully Passes NASA Testing Milestone in Preparation for Launch
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