李会超：商业航天不是包治百病 航天器开发要遵循一般规律
【文/观察者网专栏作者 李会超】
在2019年即将结束时，中美两国分别实施了对后续航天计划开展起着重要作用的航天任务，而结果却不大一样——在经历了挫折后，中国的长征5号火箭复飞成功，为空间站建设和月球和火星探测等探测任务打开大门。而被寄予厚望的星际客机（Starliner）则在飞行中出现了问题，未能实现与国际空间站的对接。
计时错误导致星际客机遭遇挫折
星际客机是美国商业载人航天计划目前确定使用的两种载人飞船之一，由航空航天业巨头波音公司负责设计制造。对于为NASA制造航天器，波音公司并不陌生，但以往波音都是以NASA项目的承包商的身份参与到项目中来。而在商业载人航天计划中，NASA采取定额的方式资助飞船研发，在研发成功后则按次采购飞行。整个飞船的设计制造过程由企业主导，知识产权由企业享有，研发成本也由企业自行控制。据NASA估计，由于企业研发飞船要自负盈亏，因此在成本控制方面将会花更多心思，从而能够有效的降低NASA在载人航天方面的支出。
除了之前在地面附近进行过一次发射台终止试验外，星际客机还没有实际实施过太空飞行。因此，本次任务可以视作是星际客机的首飞。如果任务按照计划实施，星际客机将在发射后与国际空间站对接并驻留一段时间，之后，她将与国际空间站分离并返回地面，整个任务为期8天。一切顺利的话，本次飞行将为NASA提供星际客机飞船及发射它的火箭的实际飞行数据，完成星际客机飞行能力的验证和安全性的考察，并未下一次真正的载人飞行做好准备。
星际客机太空飞行效果图
发射CST-100飞船的是宇宙神-5火箭的N22构型。在这种构型中，火箭将使用两个AJ-60A固体助推器，与装备了俄罗斯制造的RD-180液氧-煤油发动机的芯一级共同提供起飞时的推力。火箭的第二级为“半人马座”型上面级，具备在轨道上多次开关机和自主飞行的能力。由于星际客机飞船本身就采用了钝头体的外形设计，因此这种飞船可以直接安装到火箭顶部，不会像我国的神舟飞船和俄罗斯的联盟号飞船一样，在飞船外附加整流罩。为了能在火箭出现意外时使发射安全终止、飞船能返回地面，火箭和上面级只会将飞船送到一条不能环绕地球一圈的亚轨道上。在升空31分钟后，处于在亚轨道上的飞船将通过自身发动机输出的动力调整轨道，进入近地轨道并执行计划中的任务。
宇宙神-5火箭发射星际客机升空
然而，在本次任务中，飞船的发动机却在错误的时间开机，使得飞船的轨道调整计划完全被打乱。按照目前得到的信息，飞船上的计时器出现了问题，飞船没能正确计算发射升空后的时间。如果将飞船的变轨看做是一次”课间休息“的话，飞船就好像一位手表没有调准的同学，在还在上课时就飞奔出了教室。本来，作为”老师“的地面控制人员是有机会发现并修正问题的，遗憾的是当问题出现时，飞船正处在两个”老师“换班的时段中，正从一颗中继卫星的覆盖区飞入另一个中继卫星的覆盖区。
地面人员回收着陆的星际客机飞船
当控制人员在终于发现问题并纠正时，飞船发动机已经消耗了过多的燃料，进入了错误的轨道，无法按照预定计划与国际空间站对接。不过，幸运的是这次错误的开机误打误撞的让飞船进入了一条相对稳定的轨道。在发射两天后，飞船按照指令正常完成变轨、开伞等动作，成功安全降落在白沙试验场的预定着陆点。这也是除航天飞机外的美国载人飞行器第一次在陆地上着陆。无论是之前使用过的双子座、阿波罗等载人飞船，还是SpaceX正在研发的载人型龙飞船，都是以海洋着陆为返回方式。
美国载人航天复飞恐再拖延
无独有偶，商业载人航天计划中的另一种飞船——载人型龙飞船，在先前的测试中也发生了一次事故。在今年4月进行的地面静态点火试验中，龙飞船发生爆炸。这次静态点火试验的目的是为即将进行的发射中中止测试做准备。调查表明，一个阀门的失效使得飞船使用的四氧化二氮推进剂泄露，引发了爆炸。今年11月，SpaceX重新使用另一艘龙飞船进行了相同试验并取得成功，表明问题已经得到解决。
正在进行静态点火试验的龙飞船
两次事故都没有对美国各自飞船的研发与使用产生毁灭性的打击，在进行相关改进后，飞船项目仍能够进行下去。然而，由于改进和继续测试需要时间，被炸毁的飞船也需要重新建造，因此美国载人航天的复飞再次变得遥遥无期。在去年公布商业航天计划首飞宇航员时，NASA计划在2020年上半年甚至第一季度就能完成两种飞船的首次实际载人飞行，从而恢复从地面往返国际空间站的能力。现在看来，由于故障和问题的出现，这个日程表恐怕很难被实际实现，美国将不得不继续购买俄罗斯联盟飞船的”船票”。除了要支付不菲的票款外，有时甚至还要受气。在美俄关系之前出现紧张时，俄罗斯副总理曾威胁要拒载美国宇航员，并建议他们使用蹦床去往国际空间站。
对我们的启示
在这两种飞船遭受的挫折中，笔者认为我们可以得到如下的启示：
首先，商业航天不是包治百病的灵丹妙药。SpaceX等商业航天公司在一些项目上的成功，使一部分人产生了商业就是航天领域的大救星的幻觉，仿佛一切技术上的问题和挫折，只要把国家体制替换成商业体制，便能够迎刃而解。
从这两次事故看，商业航天公司也会在项目实施过程中遭遇问题，有些甚至是比较低级的问题。以波音公司本次飞行中为例，星际客机的创举和技术挑战是在陆地上实施软着陆，这是美国以往的飞船都未曾实现过的。然而，问题恰恰不是出现在着陆阶段，而是出现在发射入轨阶段，问题的原因目前看也是低级的计时错误。虽然商业航天可能有着成本控制较好、经营灵活多样、未来可能能够让航天创造商业价值等潜在优势，但在技术发展过程中，商业航天也要遵循航天器开发的一般规律，没有什么特殊之处。
此外，把已经实现的事情重新做一遍并不是顺理成章就能够成功的事情。美国早在上世纪六十年代就已经掌握了进入近地轨道及交会对接等技术。在使用航天飞机飞往和平号空间站与国际空间站期间，与空间站对接更是航天飞行中的家常便饭。可以说，星际客机就是把他们的前辈所做过的事情自己重新做一遍。如果以某些人衡量中国航天取得的成就时，所持的“别人几十年前就做到了”的论调来衡量星际客机的飞行，这不过是已实现技术的重复。以这种论调看，美国波音的星际客机本次飞行理所应当的应该圆满成功，不应该出任何纰漏，然而事实却恰恰相反。实际上，对于目前的技术水平来说，航天器仍然是一件相当复杂的工业品，任何一种新设计制造的航天器，无论它所要执行的任务属性是创举性的还是以前曾经实现的，都需要承担一定的风险，在测试中逐步解决问题。
最后，战略上的瞎折腾对航天事业发展带来的阻碍，可能比某些特定的技术问题更大。在小布什总统任内，哥伦比亚号航天飞机发生事故后，小布什政府在相关专家委员会给出的建议的基础上，提出了题为《太空探索远景》的报告书，并在此基础上实施了“星座计划”，意图发展新一代的航天运输工具，使美国宇航员尽快返回月球，在月球上建立长时间驻留的基地，并以此为基础实现火星登月。在奥巴马上台后，认为小布什的星座计划已经超支且缺乏创新。
奥巴马在肯尼迪航天中心发表演讲，基本推翻了小布什执政期间的航天战略
然而，奥巴马的太空政策并没有采纳专家委员会的评估建议，而是直接取消了星座计划，仅对部分技术成果进行了保留。虽然奥巴马提出要实现载人登陆火星，但并没有像“星座计划”那样的具体实现途径。在他任内，美国退役了航天飞机，却没有新的载人工具研发完成。等到特朗普上台后，又将目标重新锁定到了载人登月上。在如此的战略折腾下，美国的载人航天工具研发出现了真空期，不但载人登陆月球和火星这两个目标一个都没谱，连往返近地轨道的能力都得不到回复，航天飞机的后继者长期难产。固然，美国有领先者无人可跟踪的孤独，但换一个政党、总统就改一次航天战略，也不能不说是美国人把一手好牌打成现在这个样子的重要原因。
“星座计划”设想的登月舱，项目已下马
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