上世紀(jì)下半葉,航天飛機熱席卷全球,蘇聯(lián)和美國投入無數(shù)資金,成功進(jìn)入宇宙。即使是在too 空的環(huán)境下,那么為什么中國這么多年一直忽視航天飛機呢?
從歷史上看,美國一直熱衷于航天飛機的發(fā)展。事實上,航天飛機被吹得盡善盡美,引發(fā)全球熱潮。很大程度上是因為美國人走入了一個誤區(qū)。美國人認(rèn)為航天飛機有六個優(yōu)點。即成本低、人數(shù)多(7人)、容量大(30噸上20噸下)、安全性高、舒適性高、發(fā)射頻率高的航天飛機,被美國人認(rèn)為是能夠完全替代運載火箭和航天器的。研發(fā)航天飛機最初的目的是在科技水平還不發(fā)達(dá)的時候,制造出可重復(fù)使用的航天器空。從而降低發(fā)射成本,并收集更多的數(shù)據(jù),最好是將宇航員送上天空,執(zhí)行一些特殊的任務(wù)。
但最終結(jié)果讓美國人沉默了。從經(jīng)濟(jì)角度來看,航天飛機的設(shè)計壽命幾乎可以達(dá)到100次,但實際使用的最高次數(shù)只有30次。挑戰(zhàn)者只用了十幾次就造成了重大事故??偟膩碚f,航天飛機的成本比一次性航天器高得多。從功能上來說,航天飛機所能執(zhí)行的大部分任務(wù)都可以被更便宜的一次性飛船和空站間所替代,只有衛(wèi)星維護(hù)的功能才是航天飛機的特長。
不過這個功能其實就是個花架子,看了也沒用。一方面只能維持低軌道衛(wèi)星。這些衛(wèi)星大多設(shè)計壽命不到五年。與其花很多錢維護(hù),不如直接發(fā)射一顆新衛(wèi)星。也許隨著這幾年科技的發(fā)展,新技術(shù)可以降低更多的成本。另一方面,衛(wèi)星維護(hù)最成功的例子——哈勃望遠(yuǎn)鏡。維修后繼續(xù)使用了20年左右。然而,哈勃自身失敗的原因是制造錯誤而不是意外。一次性航天器相對便宜,同時可以根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)行特色化設(shè)計,更有利于實現(xiàn)特定目標(biāo)。而且從安全角度來說,航天飛機的故障率比一次性飛機高很多空,因為所有的航天飛機都需要重復(fù)使用,必然導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞破壞,而且表面隔熱層要經(jīng)常維護(hù)和更換,所以維護(hù)過程中很容易出錯,導(dǎo)致事故發(fā)生。
這個問題幾十年都很難得到很好的解決。航天飛機每次返回都需要近一年的維護(hù)才能發(fā)射。而且由于維護(hù)時間長,往往很難確定下一次的發(fā)射時間。總的來說,即使以人類目前的技術(shù),多用途飛船也只能是一個噱頭,或者是未來的目標(biāo),一次性飛船才能跟上技術(shù)的快速發(fā)展。即使在美國,短時間內(nèi)研制的航天器也不會再考慮像航天飛機那樣的多用途類型。由于航天飛機是一條已經(jīng)被證明走彎路的技術(shù)路線,中國作為后來者,沒必要走彎路。
1986年1月28日,美國第二架挑戰(zhàn)者號航天飛機,由于固體助推器密封圈故障,發(fā)生爆炸,7名宇航員全部罹難。這個悲劇也導(dǎo)致了后來航天飛機的淘汰。
2003年2月1日,哥倫比亞號航天飛機在完成16天的科學(xué)實驗任務(wù)后返航途中解體,7名宇航員遇難。航天飛機發(fā)射81.7秒后,一塊泡沫材料由于外部燃料箱的外表面脫落,擊中了航天飛機左前緣的熱防護(hù)系統(tǒng),形成了一個致命的洞。當(dāng)航天飛機重返大氣層時,超高溫氣體。
相信沒有哪個國家的宇航員愿意乘坐這種“不安全”的航天飛機。
發(fā)射成本高也是中國不愿意發(fā)展航天飛機的重要原因。在美國人的期待中,最初預(yù)計航天飛機每次發(fā)射只需3000萬美元。為此,美國甚至停止了運載火箭的生產(chǎn)線,認(rèn)為用航天飛機發(fā)射衛(wèi)星比用運載火箭更經(jīng)濟(jì)。這樣一來,隨便發(fā)射一次就要花費5億多美元,而更換零件或損壞面積較大時,就輕松超過10億美元,比當(dāng)時的預(yù)期多了幾十倍。
當(dāng)時,無數(shù)美國航天工作者吹噓航天飛機的低成本,以及特別設(shè)計的可重復(fù)使用的軌道飛行器和固體助推火箭。(以前運載火箭和宇宙飛船都是一次性的)但事實證明這是本末倒置。宇宙并沒有觀眾想象的那么簡單。到處都是各種高能輻射粒子射線。同時,飛船還將面臨過多的垃圾、瓦礫等可能造成撞擊的因素。因此,航天飛機的老化速度非???。通常,任務(wù)一完成,許多設(shè)備就開始出現(xiàn)故障或損壞。而且為了保證航天員的安全,飛行時間也大大縮短,很多航天任務(wù)由于時間限制無法順利進(jìn)行。
據(jù)統(tǒng)計,30年的航天飛機漂洋過海之旅花費了2000多億美元,約合1.4萬億人民幣,這對于財大氣粗的美國來說實在是太多了。但這一切都不是損失,因為航天飛機的發(fā)展也能在一定程度上幫助美國的軍事發(fā)展。美國的下一代空戰(zhàn)斗機基本已經(jīng)確定是航天飛機的“乞丐版”。同時,航天飛機是唯一可以執(zhí)行的飛行器,故障衛(wèi)星可以回收帶回地球。確實已經(jīng)實踐成功了,但是對于現(xiàn)階段的中國來說,我們不需要航天飛機。
2011年7月21日,隨著美國“亞特蘭蒂斯”號航天飛機的著陸,人類航天史上最宏偉、最具爭議的航天器——航天飛機正式全面退役,用美國宇航員的話說。這可能是一個代價高昂的戰(zhàn)略錯誤。既然美國人已經(jīng)認(rèn)清了前面的陷阱,我們就不用再往上走,犯和他們一樣的錯誤了。