NASA在2011年結束了太空梭計劃,部分原因是專注於其他目標,例如將人類送入深空和火星。但該機構仍然需要一種可靠且具有成本效益的方式來運送宇航員往返國際空間站(ISS)。在過去的幾年裡,它一直在為此向俄羅斯支付費用。但很快,它就不必再這樣做了。
自2010年以來,私營公司一直在爭奪一個有利可圖的機會:為國際空間站提供美國宇航員和貨物的日常運輸,並運送其他近地軌道有效載荷。現在,三家公司正在接近這一目標;NASA將在今年晚些時候宣佈獲勝者或多個獲勝者。在為期四年的競賽中只剩下幾個月的時間時,兩家知名的航天巨頭——SpaceX和波音——加入了一個看似弱勢的競爭者:內華達山脈公司,一家擁有51年曆史的公司,在航天領域擁有信譽,包括為維珍銀河的SpaceShipTwo發動機提供供應*。
2010年,NASA宣佈了商業載人計劃,其目標是開發“安全、可靠且具有成本效益的往返近地軌道的人員運輸”,該計劃發言人斯蒂芬妮·馬丁表示。該戰略利用了私營公司在製造響應不斷增長的太空相關商業市場的競爭性技術,同時減少納稅人支出的靈活性、效率和適應性。根據太空基金會的《2014年太空報告》,全球太空經濟價值約為3142億美元,其中包括從電信到天氣預報、導航到發射軍事衛星等一切領域。其他組織也將從商業開發更多能夠以更低成本到達太空的運載工具中受益。“研究人員可能希望進入近地軌道進行實驗,”馬丁說。太空旅遊是另一種可能性;一家諮詢公司估計,到2021年,太空旅遊的價值可能超過10億美元。
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NASA透過2010年第一輪融資向五家公司提供了總計近5000萬美元,用於開發航天器、發射系統和支援裝置,其中包括藍色起源、帕拉貢太空發展公司和聯合發射聯盟,以及參與載人飛行器開發的波音公司和內華達山脈公司。在隨後的幾輪融資中,SpaceX加入了競爭,而其他公司則退出或在某些情況下進入了“無資金太空法案協議”,允許這些公司繼續與NASA的科學家合作,但不再獲得更多資金。
最新一輪的競爭於2012年頒發,為內華達山脈公司最近完成的名為追夢者的飛行器的安全測試提供了1000萬美元。7月,該公司透過成功測試追夢者的幾個主要系統,包括生命維持系統以及環境和熱控制系統,完成了另一個里程碑。本月早些時候,它還測試了該飛行器的主要推進系統。
隨著關鍵系統的最新安全測試里程碑的完成,內華達山脈公司太空系統公司副總裁馬克·西朗傑洛表示,在NASA宣佈獲勝者之前,追夢者計劃的這一階段已“完成90%至95%”,至少還需要進行一次著陸飛行測試和推進器測試。該公司已將2016年11月1日定為其航天器首次無人發射進入軌道的日期。西朗傑洛說,如果一切按計劃進行,它將在大約六個月後進行第二次發射,然後將向NASA申請認證追夢者,以便將宇航員送往國際空間站。
內華達山脈公司的載人運輸飛行器設計與波音或SpaceX的設計截然不同。儘管這三種設計都使用傳統的垂直髮射火箭將飛行器送入太空,但內華達山脈公司的競爭對手正在建造返回地球的太空艙,這些太空艙旨在使用降落傘和安全氣囊(在波音CST-100的情況下)或推進器(SpaceX的龍飛船)著陸。但是,追夢者使用升力體設計——本質上,它是一架類似於小型太空梭的太空飛機,並且像太空梭一樣,可以在跑道上著陸。該設計基於NASA在1980年代和90年代開發的航天器HL-20,但後來決定不再繼續研發。西朗傑洛說,升力體設計是理想的,因為它可以比太空艙以更低的g力著陸;它不是被降落傘或推進器減速而墜回地球,而是滑翔。根據西朗傑洛的說法,這在許多情況下都很有用。較高的g力(例如返回太空艙中可能經歷的g力)可能會導致問題,如果一個精密的實驗從國際空間站返回,或者宇航員生病或受傷。太空飛機設計在返回時也更容易接近,因為它可以在任何足以容納波音737飛機的商業跑道上著陸,西朗傑洛說,這與太空艙可能在偏遠地區著陸不同。去年10月,內華達山脈公司透過從直升機上投放追夢者來測試自動著陸系統;儘管機械故障阻止了一個輪子展開,導致飛行器滑出跑道,但飛行器接近跑道的姿態是準確的。儘管如此,內華達山脈公司和NASA都認為這次測試是成功的。
NASA希望在2017年之前讓宇航員乘坐獲勝的飛行器飛行。今年夏天晚些時候或初秋,該機構計劃宣佈競賽的獲勝者,這將最終涉及將宇航員運送到國際空間站。NASA的馬丁說,該機構有可能選擇多種載人運輸設計。“我們期待繼續與我們所有的合作伙伴合作,”即使是那些沒有獲得下一個合同的合作伙伴,她說,從長遠來看,NASA可能希望可以選擇多種運輸飛行器。
當然,內華達山脈公司最終可能會出現在那個失敗者的行列中。佛羅里達大學政治學教授兼太空政策專家羅傑·漢德伯格對該公司的機會表示懷疑。他認為目前最受歡迎的SpaceX已經使用其龍飛船的無人版本完成了多次往返國際空間站的成功任務,而追夢者尚未進入軌道。“很難用什麼都沒有的東西來擊敗一些東西,”他說。“在你飛行之前,你都會遇到這個問題。”內華達山脈公司獲得的資金也少於其競爭對手;迄今為止,商業載人計劃已向該公司提供了超過3.63億美元的資金,而同期波音公司獲得了6.21億美元,SpaceX獲得了5.45億美元。這些差異數字的部分原因是,內華達山脈公司“需要完成最大量的風險降低和技術開發工作”,這是NASA在2012年頒發最新一輪資金時發表的一份宣告中指出的。
更復雜的是,波音和內華達山脈公司的設計都依賴於阿特拉斯5號火箭進入軌道,而阿特拉斯5號火箭又依賴於俄羅斯製造的RD-180發動機,漢德伯格指出。5月份,俄羅斯宣佈美國不能再將俄羅斯製造的發動機用於軍事發射;目前尚不清楚這是否包括前往空間站的航程。然而,內華達山脈公司的西朗傑洛認為,最近與俄羅斯的緊張關係不會影響未來的太空任務。馬丁同意:“我們與俄羅斯進行了良好的合作,”她說。“我們將始終繼續在國際空間站上與他們合作。”
*更正 (2014/8/14):這句話在釋出後進行了編輯,以更正內華達山脈公司的成立年限。