马斯克又做到了！为什么SpaceX的载人飞行是一项历史性的壮举？

当地时间5月30日，SpaceX载人龙飞船在佛罗里达州肯尼迪航天中心成功发射。宇航员罗伯特·本肯（Robert Behnken）和道格拉斯·赫尔利（Douglas Hurley）乘坐飞船前往国际空间站。这次发射是人类第一次乘坐商业航天器飞入太空。

4 月 17 日马斯克为什么发射那么多卫星，美国宇航局局长吉姆·布里登斯廷在推特上宣布，将重启载人航天计划。这是在美国再次使用美国太空飞行器从自己的土地上发射近九年后。在名为 Demo-2 的计划下，NASA 使用 SpaceX 的猎鹰 9 号火箭和龙飞船将两名宇航员运送到国际空间站。之所以计划命名为 Demo-2，是因为 SpaceX 在 2019 年 3 月的 Demo-1 发射计划中成功展示了载人航天能力。此次重启计划的意义不仅在于美国重新获得了载人航天能力，而且还认为这是美国在航天飞机时代结束后，尝试使用可重复使用的航天器进行载人航天飞行。

对于此次发射，美国进行了长期的研发、测试和准备。NASA 授权 SpaceX 和波音公司竞争载人航天任务和开发航天器，并在 2014 年分别支付了 26 亿美元和 42 亿美元的项目资金。其中，波音公司研制的星际飞船利用与洛克希德马丁公司联合研制的阿特拉斯五号火箭，于2019年12月进行了首次演示无人发射。但由于软件错误，星际飞船未能按计划到达国际空间站。SpaceX不仅在Demo-1计划中成功抵达国际空间站，还在今年1月进行了飞行中止测试。在测试中，SpaceX 在第一阶段的飞行中故意炸毁了火箭，降落伞使航天器安全降落。这表明该公司有能力在发生发射事故时将宇航员安全送回地面。这也是美国重启载人航天计划前的最后一次关键测试。

作为航天大国，美国自2011年“亚特兰蒂斯”号航天飞机最后一次执行任务以来，已经有9年左右的时间无法进行载人航天。在这9年中，美国只能将宇航员运送到国际空间站通过俄罗斯的联盟号宇宙飞船。美国需要为每位宇航员支付俄罗斯约8600万美元的“船费”。2003年2月1日，“哥伦比亚”号航天飞机意外坠毁，促使布什政府反思美国的太空计划。2010年，由于以航天飞机为载体的载人航天计划发射成本过高、事故率高，美国宇航局正式决定退役所有老化的航天飞机。

那么，为什么航天飞机最终会被 SpaceX 的可重复使用火箭和宇宙飞船所取代呢？

自 1970 年代阿波罗登月计划结束以来，美国一直试图通过可重复使用的航天器来降低太空探索的成本。在阿波罗 11 号成功登月后，美国人民和国会对继续与前苏联进行太空竞赛的热情有所下降。在 1960 年代马斯克为什么发射那么多卫星，NASA 的预算是联邦政府总预算的 4.5%。由于阿波罗 13 号服务舱在登月途中发生的氧气罐爆炸，以及当时越南战争给美国造成的财政负担，国会正在考虑逐步取消对航天局的资助。当时美国民众对太空探索所带来的巨额开支的厌恶，在随后的许多以探月为主题的电影中都有体现。

1972 年，尼克松政府批准了航天飞机计划。航天飞机是根据美国宇航局一项名为“太空运输系统”的拟议计划开发的可重复使用的交通工具。当时的想法是在近地轨道上建造一个空间站。航天飞机经常往返于地面和空间站之间。然后以空间站为平台，从那里将核动力航天器发射到深空。使用航天飞机的目的有两个：一是可重复使用，降低成本；二是为建设永久性空间站作为轨道舱提供支持，然后从那里出发探索火星。可以同时运送人员和有效载荷（如卫星）的航天飞机，非常符合美国政府和军方的愿景。由于 1970 年代的太空预算只有 1960 年代的一小部分，尼克松总统从庞大的计划中只选择了航天飞机，而没有选择空间站和火星探索计划。

以当时的技术能力和为了节省预算的设计思维，航天飞机计划天生就有缺陷。而这恰好正是设计师一开始想要避免的。在阿波罗计划和其他国家的载人航天计划中，航天器通常位于运载火箭的顶部，远离燃料箱和发动机。一旦发生发射事故，宇航员可以通过火箭顶部的逃生塔迅速飞离危险现场。航天飞机在发射过程中与左右固体火箭助推器保持平行。这种设计使宇航员驾驶舱离危险部位太近，缺乏逃生手段。1986年挑战者号事故中，右侧助推器的O型圈失效，导致内部高温高压，漏气，外部油箱破碎。在 2003 年的哥伦比亚事故中，油箱中的泡沫和冰在飞机掉落时破坏了飞机左翼上的隔热瓦。受损的航天飞机最终以 24.5 马赫的高速解体。

从后来的实践来看，航天飞机计划是人类探索太空过程中最危险的项目之一。其中两起事故失去了 5 架航天飞机中的 2 名和 14 名宇航员，他们在 135 次任务中失败了两次。在1986年“挑战者”号事故的调查报告中，著名物理学家理查德·费曼在附录中预测，航天飞机的事故率应该在1%左右。事实上，航天飞机的事故率是 1.5%，远远超过 NASA 在其设计之初估计的每 100,000 次飞行中发生一次故障。航天飞机最初的设计目标是将发射频率提高到每年50次，但由于返回飞行后的检查和维护复杂，每年只能完成4次发射任务。在成本方面，自1972年以来，美国在航天飞机计划上总共花费了1960亿美元，每次发射的总成本约为15亿美元。从数据可以看出，航天飞机计划完全违背了降低成本的初衷。

虽然从人类探索宇宙的角度来看，航天飞机项目无疑是失败的，但它降低了对航天员身体素质的要求，提出了可重复使用航天器的概念，做了一次伟大的开创性尝试。今天，美国首次使用可重复使用的载人航天火箭将是一项更具历史意义的壮举。这意味着现代科技成果将大幅降低航天开发成本，甚至可能对经济、文化和社会发展做出重大贡献。正如前苏联火箭专家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基所说：“地球是人类的摇篮，但人类不能永远被束缚在摇篮里。”

作者是专栏作家，曾就职于美国一家大型共同基金管理公司