书城工业向宇宙进发
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第5章 引言——承前启后的十年(4)

无论是技术上的问题,还是自然因素的问题,每一次意外都会花掉NASA一笔不小的开支,全年累计额外增加的成本,将是一个相当可观的数目。偏偏这个时候美国的经济危机让NASA无法从2008年先预支一部分资金,因为2008年的资金更是问题,而且刚实施不久的“星座”计划,也是急需资金的重大项目。似乎布什政府正忙于恢复全国经济,无暇顾及航天领域,而此时“星座”计划在研制过程中确实在技术上面出现了一些困难。

在宇宙飞船方面,应急逃生系统总是在飞船出现紧急情况时不能正常工作。运载火箭方面,由于新型运载火箭推力极大,导致发动机工作时振动值偏高,“战神”1号运载火箭的一级固体火箭和“战神”5号的助推级固体火箭均是使用相同的固体燃料火箭发动机,推力相同,真空推力已达1500吨级。这是个什么概念,由于火箭发动机推力相比航空发动机要大得多,一般不用“牛顿”,而是用吨级来表示推力大小。1吨级指的是发动机应具备1000kg×9.8N/kg=9.8×103N的推力,约等于10千牛。

我们知道现在各个国家武装力量中,空军服役的第三代战斗机所装的航空涡扇发动机的最大状态推力在110000牛至130000牛(110~130千牛)之间,转化成吨级的单位为11吨级至13吨级左右。那么“战神”1号和“战神”5号所使用的固体火箭发动机的推力相当于120多台涡扇发动机同时以最大加力状态工作时推力的总和,那应该是怎样的壮观场面。

由此可见“战神”火箭的固体发动机已经到达推力的极限,对于设计、制造以及材料强度的进一步优化都很困难。想解决振动值偏高的问题最简单的办法只有增加一些阻尼块,但那样运载火箭的总体质量又会增加,火箭研制还要继续,因为没有如此推力的运载火箭就不可能将庞大的宇宙飞船送入月球。

NASA随后对“战神”5号运载火箭进行了更改,将芯级火箭的RS-68发动机由原来的5台增加为6台。RS-68发动机以液氢和液氧为推进剂,单台推力达290吨级,那么整个“战神”5号点火升空时的起飞推力将接近5000吨级(两台推力约为1600吨级的固体火箭发动机和6台RS-68液氢液氧火箭发动机同时工作)。

火箭早晚要飞向太空。NASA不久公布了“战神”1号火箭的试验计划:

2009年12月,发射“战神”1-X火箭,主要验证火箭的空气动力学模型和一级火箭发动机。

2014年,发射“战神”1-Y火箭,验证火箭的多种系统。

2015年,发射正式定型的“战神”1号运载火箭,届时将把不载人的“猎户座”号飞船一起送入低地球轨道。至于什么时候宇航员能进入太空,那是以后的长远计划,这也是美国“星座”计划被迫终止前最后的进度安排表。

2008年,国际空间站建设依然在紧张地进行。2月8日,“亚特兰蒂斯”号航天飞机将欧洲的“哥伦布”号实验舱送入太空;3月11日和6月1日,“奋进”号和“发现”号航天飞机将日本的“希望”号实验舱和增压舱送至国际空间站。11月15日,“奋进”号航天飞机发射升空,宇航员对国际空间站内部进行扩建改造,为2009年国际空间站的长期考察人员增至6人作的准备。

2009年航天飞机又进行了4次发射,国际空间站所有大型舱段以及其他主要部件均安装到位,其中包括日本实验舱的外部实验平台、最后一组主太阳能电池板和一个睡眠舱。同时在空间站托架上安装两个平台,这两个平台安放的备件将被用于在美国航天飞机退役后维护空间站运行,国际空间站完成主体竣工。

2008~2009年是国际空间站成长最快的时期,也充分体现到了航天飞机在国际空间站建设方面的重要性,同时也意味着有相当一部分资金用在了航天飞机的投入上。2011年5月16日,随着“奋进”号航天飞机将“阿尔法”2号太空粒子探测仪——这一最后大型部件的安装到位,标志着国际空间站终于迎来了它完全竣工的日子。此时的国际空间站总长108米,翼展宽87米,质量为424吨,拥有近1000米 3的内部空间,相当于两架波音737的容积。然而一个对美国航天事业乃至整个人类航天命运发展的影响,却在不知不觉地改变着当前的形势。

2010—2011年航天飞机后续发射任务

2010.02.08

“奋进”号航天飞机

运送“宁静”号节点舱和七舷窗观测台到国际空间站。

2010.04.05

“发现”号航天飞机

给空间站送去补给品。

2010.05.14

“亚特兰蒂斯”号航天飞机

为国际空间站送去俄罗斯“黎明”号小型实验舱和6片太阳能电池板,是亚特兰蒂斯号的最后一次计划飞行(在2011年7月8日又额外增加一次任务,不算在计划飞行内)。

2011.02.25

“发现”号航天飞机

为国际空间站送去“莱昂纳多”号多功能后勤舱和R2太空机器人,“莱昂纳多”号多功能后勤舱不再返回,是“发现”号的最后一次飞行。

2011.05.16

“奋进”号航天飞机

为国际空间站送去“阿尔法”2号太空粒子探测器和R2太空机器人下肢,是“奋进”号的最后一次飞行。

2011.07.08

“亚特兰蒂斯”号航天飞机

为国际空间站送去补给品,是“亚特兰蒂斯”号的最后一次飞行。

计划的变更

总统的影响

2009年1月,奥巴马当选为美国总统,并任命查尔斯 博尔登为新一任NASA局长。上任伊始奥巴马的头等重任便是如何带领美国人摆脱金融危机。布什离任时给他留下了太多棘手的问题,无论是在伊拉克还是在阿富汗,军费方面的投入都永远跟不上实际需求。

布什在任期间一直在与萨达姆和本 拉登这两个美国头号公敌周旋,根本没有时间顾及他曾在2004年制订的“星座”计划。在美国面临严峻的经济危机下,航天探索领域又严重缺乏资金和技术支持,“星座”计划要想继续实施需要大量资金,这笔费用对于政府来说此时的确勉强。2009年5月,奥巴马成立了以洛克希德 马丁公司前任CEO奥古斯丁为首的“星座”计划评审委员会,希望能分析在当前的情况下,“星座”计划是否应该继续实行。

对于奥巴马来说,带领美国人摆脱和解决金融危机,是他此时工作的核心,这会影响到他的政治前途。但是如果就此原因终止“星座”计划,会让他有一个“不支持太空探索”的罪名。美国是世界航天的引领者,所有的美国人都已经认为“星座”计划是人类航天未来发展的新希望。但是它毕竟是上一届总统的决策,“星座”计划发展到现在,在资金、技术遇到的困难和布什支持力度不够有关。

当初布什是为了连任考虑而提出的“星座”计划。奥巴马肯定不希望为布什完成工作,他也有自己的政治抱负。但是想终止“星座”计划必须找出合适的理由和充分的证据才能说服众人,然后自己才能将全部精力放到重振美国经济上来,只有搞好美国经济,他的支持率才能保持高位,这是所有美国总统所关注的最重要的指标。因为支持率是历届总统今后能够获得连任的最有效的资本。

“星座”计划在前途不确定的发展中,迎来了具有“实质”性的一天,2009年10月28日,“战神”1-X火箭在肯尼迪航天中心的39B号发射台,成功地进行了一次试射,这是“星座”计划第一次也是唯一的一次发射任务。

“战神”1-X 是“战神”1 号 1∶1 的空气动力学模型,高度约 100 米,起飞重量816吨,最大可产生1360吨力的推力。火箭发射升空约2分钟后,高度达到39.62千米,一级固体火箭结束工作与第二级分离,第二级和火箭的其余部分在无推力状态下自由坠落到大西洋。

这次任务主要验证第一级火箭发动机工作性能参数和火箭动力学外形,整个上面级都是模型,可以说它是一个试验性的半成品。这次试射并没有给”星座”计划的继续实施带来任何希望,相反却成为该计划的一次绝唱。

奥古斯丁的调研分析终于有了结果。2009年10月,评审会向美国总统提交了一份题为《寻求一个与伟大国家相称的载人航天计划》的评审报告。报告上分析指出,美国的载人航天计划已驶入不可持续发展的道路,它所追求的目标与国家所能投入的资源不匹配。在美国处于严重的经济危机情况下,不适合拿出大笔资金在太空方面实施庞大的计划,因为这种大规模的计划先期投入比较大,短期内收不到投资回报,实在是劳民伤财,不利于国家经济复苏。

奥古斯丁顺应了奥巴马的意愿,即便他曾是洛克希德 马丁公司的总裁,即便洛克希德 马丁公司承揽着“星座”计划核心部分“猎户座”号飞船的研制工作。

这是奥巴马所愿意看到的事实。

2009年4月,奥巴马政府出台了新修订的太空计划:

首先,取消“星座”计划,美国终止登月运载火箭的研制,转而研制缩减版的“猎户座”飞船,使其暂不具备登月功能,仅能够在近地轨道运行,预计这种飞船最早在2016年投入使用。

第二,支持私营太空公司研制开发宇宙飞船,在航天飞机退役后,先由私人飞船帮助NASA将宇航员送入太空。

第三,计划将国际空间站的使用日期延长到2020年,提高国际空间站的利用率,以便开展更多的太空实验项目。

第四,对载人登火星、登陆小行星的技术进行研究,在2025年使美国有能力对太阳系进行深入探测,在21世纪30年代初、中期,将实现宇航员登陆火星,并能够安全返回地球。

NASA新上任的局长查尔斯 博尔登,现年62岁,曾经是一名退伍海军陆战队少将,在NASA服役时,先后4次乘坐航天飞机进入太空。他也是NASA成立以来首位黑人局长,这可能和奥巴马是美国历史上首位黑人总统有关。由于获得奥巴马的认可,查尔斯 博尔登和其他局长一样,十分坚定地支持总统所出台的新太空政策,因为这也是美国总统认定能够成为NASA局长的人选的最重要的条件。

10年的结局

新计划所呈现的短短的几行文字,却蕴藏着人类航天发展的一次巨变,2003年“哥伦比亚”号失事只是延迟了国际空间站的建设,促进了新探索计划的诞生。这次奥巴马的宣言却预示着人类从20世纪加加林进入太空到现在50年的一个载人航天时代的即将结束。

我们原本认为,当航天飞机退役后,新的“星座”太空探索计划会引领人类继续向宇宙深处迈进,但是谁也没有想到,奥巴马的政策却让“星座”计划先于航天飞机“退役”,我们从电视上再也看不到航天飞机发射的壮观场面。

由于没有后续计划,美国将失去在载人航天技术上的优势,这种优势的丧失会持续到2016年,谁也不知道当美国新一代宇宙飞船投入使用时,其他国家的载人航天技术是否能够发展到可以超越美国的程度。在载人航天领域空缺的时间里,可以使美国人拥有充分的时间冷静思考在50年的航天发展历程。这是一段应该值得回顾、借鉴和反思的历史,或许其他国家也应该学习这段历史,再去制订新的太空计划。

奥巴马终止了人类的探索梦想,但却给我们留下了思考的时间,对历史的回顾,才是我们现在真正实施的“太空探索计划”。总结过去,将有助于我们更好地把握未来。