近日，美國(guó)波音公司研制的星際線(xiàn)載人飛船與國(guó)際空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)接，這是“星際線(xiàn)”執(zhí)行的第二次無(wú)人軌道試飛任務(wù)。該飛船在國(guó)際空間站停靠了5天后，成功返回并降落在美國(guó)新墨西哥州的白沙導(dǎo)彈靶場(chǎng)。那么，“星際線(xiàn)”有何特點(diǎn)？該飛船在研制中都經(jīng)歷了哪些波折呢？

星際線(xiàn)飛船成功著陸在白沙導(dǎo)彈靶場(chǎng)

首飛時(shí)“翻車(chē)” 再試又被叫停

“星際線(xiàn)”原名CST-100，是一種可部分重復(fù)使用的載人飛船，目的是運(yùn)送航天員前往國(guó)際空間站并安全返回。該飛船由可重復(fù)使用的載人艙和一次性使用的服務(wù)艙兩部分組成，發(fā)射重量13噸，高度5米，4.5米的直徑略大于美國(guó)SpaceX公司現(xiàn)役的載人龍飛船，但小于即將首飛的獵戶(hù)座載人飛船的5米直徑。

飛船內(nèi)部加壓空間11立方米，最多可乘坐7名航天員。飛船采用自逃逸設(shè)計(jì)，配備有液體逃逸發(fā)動(dòng)機(jī)，可通過(guò)氣囊在陸地著陸，返回艙能重復(fù)使用10次，設(shè)計(jì)上可兼容多種火箭發(fā)射升空。

星際線(xiàn)飛船與火箭分離示意圖

按理說(shuō)，一種新型載人飛船的試飛本應(yīng)是媒體關(guān)注的焦點(diǎn)，但波音公司在此次發(fā)射任務(wù)中異常低調(diào)，美國(guó)宇航局和媒體報(bào)道也都全無(wú)熱度，這種怪象要從兩年多前的那次試飛失敗說(shuō)起。

2019年12月，“星際線(xiàn)”首次執(zhí)行無(wú)人軌道試飛任務(wù)，船箭分離前還一切正常。隨后，飛船上的一個(gè)任務(wù)計(jì)時(shí)器出現(xiàn)故障，使飛船未能按照計(jì)劃在船箭分離后完成入軌機(jī)動(dòng)。

該故障消耗了飛船的大量推進(jìn)劑，導(dǎo)致剩余推進(jìn)劑無(wú)法滿(mǎn)足其安全對(duì)接國(guó)際空間站的條件 ，只好取消對(duì)接任務(wù)，讓飛船提前返回地球。

事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該計(jì)時(shí)器初始化時(shí)設(shè)置了一個(gè)錯(cuò)誤時(shí)間點(diǎn)，才導(dǎo)致出現(xiàn)了11個(gè)小時(shí)的計(jì)時(shí)偏差。

在隨后的在軌檢測(cè)期間，波音公司研制團(tuán)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)了飛船一個(gè)“閥門(mén)映射錯(cuò)誤”，這涉及飛船服務(wù)艙上的發(fā)動(dòng)機(jī)。該錯(cuò)誤幸好在飛船返回前發(fā)現(xiàn)，否則可能會(huì)導(dǎo)致服務(wù)艙與返回艙分離后重新向前飛去而撞上返回艙，后果將不堪設(shè)想。研制團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)后進(jìn)行了緊急排故，并在飛船著陸前約3小時(shí)向其發(fā)送了經(jīng)過(guò)修正的飛控代碼。

“星際線(xiàn)”首次試飛“翻車(chē)”后，除提出大量整改意見(jiàn)外，美國(guó)宇航局為安全起見(jiàn)還要求波音公司再進(jìn)行一次無(wú)人試飛后才能進(jìn)行載人飛行。雖然波音公司起初對(duì)此頗有微詞，但隨著調(diào)查的深入和問(wèn)題暴露，最終只好接受現(xiàn)實(shí)，并自掏腰包4.1億美元進(jìn)行第二次無(wú)人軌道試飛。

2021年8月，經(jīng)過(guò)一年多的軟件審核和整改，“星際線(xiàn)”再次被推上發(fā)射臺(tái)，執(zhí)行第二次軌道試飛任務(wù)，但就在發(fā)射前檢查中，研制團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)飛船有13個(gè)推進(jìn)劑閥門(mén)發(fā)生卡澀，完全無(wú)法打開(kāi)。幸虧是在發(fā)射前發(fā)現(xiàn)，否則該飛船發(fā)射后很可能直接墜入大氣層。

問(wèn)題發(fā)現(xiàn)后，該飛船的發(fā)射任務(wù)立即被取消，并將其拉回波音公司再次開(kāi)啟了漫長(zhǎng)的“歸零”之路。

本應(yīng)是“砥柱” 反淪為“備胎”

一次試飛失敗，一次緊急叫停，讓波音公司在載人飛船研制上顏面盡失，早年的豪言壯語(yǔ)險(xiǎn)成業(yè)界笑柄。最戲劇性的是在美國(guó)宇航局原有的“雙保險(xiǎn)”計(jì)劃中，波音公司才是載人航天項(xiàng)目的中流砥柱，而SpaceX公司只是“備胎”。如今“備胎”已修成正果，波音公司這位“砥柱”才剛試飛成功。

星際線(xiàn)飛船返回時(shí)打開(kāi)降落傘

實(shí)際上，早在美國(guó)航天飛機(jī)退役前的2010年，美國(guó)宇航局就開(kāi)始物色新載人飛船的承包商，當(dāng)時(shí)有波音公司、藍(lán)色起源公司、內(nèi)華達(dá)山脈公司和 SpaceX公司等企業(yè)進(jìn)入觀察資助名單。

美國(guó)宇航局借鑒之前“商業(yè)貨運(yùn)服務(wù)計(jì)劃”的成功經(jīng)驗(yàn)，提出了“商業(yè)載人航天”項(xiàng)目，計(jì)劃資助兩家企業(yè)同時(shí)研制載人飛船，替代當(dāng)時(shí)行將退役的航天飛機(jī)，擺脫對(duì)俄羅斯聯(lián)盟號(hào)載人飛船的依賴(lài)。

經(jīng)過(guò)4年評(píng)估，美國(guó)宇航局于2014年正式宣布波音公司和SpaceX公司雀屏中選，前者的飛船命名為“星際線(xiàn)”，累計(jì)資助50億美元；后者的飛船則為“載人龍”，累計(jì)資助32億美元。

2019年3月，兩家公司在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)5年的研制后，載人龍飛船率先成功執(zhí)行了首次無(wú)人試飛任務(wù)。9個(gè)月后，號(hào)稱(chēng)“百年老店”的波音公司的“星際線(xiàn)”也開(kāi)展了無(wú)人試飛任務(wù)，誠(chéng)如前文所述，這次任務(wù)失敗了，飛船險(xiǎn)些無(wú)法返回地球。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)2年的整改后，波音公司終于開(kāi)始了第二次無(wú)人試飛。然而，此時(shí)的載人龍飛船已經(jīng)成功完成了7次入軌任務(wù)，其中6次為載人飛行。

SpaceX公司研制的載人龍飛船

波音公司即使順利完成后續(xù)試飛，“星際線(xiàn)”在進(jìn)度和成本上均已遠(yuǎn)落后于SpaceX公司，使得整個(gè)項(xiàng)目陷入惡性循環(huán)，進(jìn)度越慢單座成本就越高，航天員/游客乘坐該飛船進(jìn)入太空的報(bào)價(jià)就越高。

媒體普遍認(rèn)為，“星際線(xiàn)”短期在純商業(yè)和太空旅游市場(chǎng)上難有建樹(shù)，除成本高的原因外，一系列事故也引發(fā)了游客對(duì)該飛船安全性的擔(dān)憂(yōu)。

供應(yīng)商扯皮 商業(yè)游不妙

近年來(lái)，波音公司在各大項(xiàng)目中屢屢出現(xiàn)質(zhì)量、進(jìn)度和經(jīng)費(fèi)問(wèn)題，在該公司承研美國(guó)宇航局的“太空發(fā)射系統(tǒng)”項(xiàng)目上也有集中體現(xiàn)，其原因多種多樣，但不靠譜的供應(yīng)商難逃其咎。

波音公司的項(xiàng)目多采用傳統(tǒng)的總包+采購(gòu)模式，垂直整合度較低，大量分系統(tǒng)和關(guān)鍵部件來(lái)自外購(gòu)。波音公司對(duì)供應(yīng)商又缺乏有效的質(zhì)量和成本控制，導(dǎo)致供應(yīng)商的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、問(wèn)題頻發(fā)和報(bào)價(jià)居高不下。最麻煩的是，供需雙方的協(xié)調(diào)問(wèn)題進(jìn)一步導(dǎo)致了項(xiàng)目進(jìn)度過(guò)慢。

“星際線(xiàn)”的閥門(mén)之困正是如此。近期，波音公司在一份聲明中首次承認(rèn)，該公司最終決定對(duì)飛船的閥門(mén)系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以便徹底解決卡澀問(wèn)題。

波音公司和美國(guó)宇航局一致認(rèn)為，閥門(mén)卡澀主要是因?yàn)槌赝七M(jìn)劑、鋁材之間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，加之發(fā)射場(chǎng)空氣潮濕，水分侵入閥門(mén)導(dǎo)致。有消息稱(chēng)，閥門(mén)供應(yīng)商洛克達(dá)因公司對(duì)此表示反對(duì)，他們指責(zé)波音公司在飛船地面測(cè)試中使用了一種特殊化學(xué)清潔劑，而波音公司反駁稱(chēng)不屬實(shí)，還指責(zé)洛克達(dá)因公司的設(shè)計(jì)并未達(dá)到合同要求，推進(jìn)系統(tǒng)沒(méi)有留足設(shè)計(jì)裕量來(lái)抵御化學(xué)反應(yīng)。

最關(guān)鍵的是在為期9個(gè)月的測(cè)試中，波音公司并未完全復(fù)現(xiàn)飛船閥門(mén)卡澀的故障，而是不斷測(cè)量和確保閥門(mén)有足夠開(kāi)度，并稱(chēng)是為讓飛船盡快重返發(fā)射臺(tái)。

由于“星際線(xiàn)”的試飛進(jìn)度不斷推遲，第二次軌道試飛只能采用這種臨時(shí)補(bǔ)救方案進(jìn)行。然而，打補(bǔ)丁的方案終究是治標(biāo)不治本，“星際線(xiàn)”在此次試飛的入軌機(jī)動(dòng)中，飛船點(diǎn)火僅1秒后，1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)即故障關(guān)機(jī)，飛控啟動(dòng)的備用發(fā)動(dòng)機(jī)工作僅25秒后也因不明原因關(guān)機(jī)，好在飛船又啟動(dòng)了另一組發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行機(jī)動(dòng)，最終才完成入軌。

星際線(xiàn)飛船發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火示意圖

這種發(fā)動(dòng)機(jī)在服務(wù)艙側(cè)壁上裝有4組，每組配備3臺(tái)后向發(fā)動(dòng)機(jī)（向前推），互為冗余?？偟膩?lái)講，后續(xù)“星際線(xiàn)”即使完成試飛，商業(yè)前景估計(jì)也不太樂(lè)觀。

事實(shí)的確如此，載人龍飛船的載人太空旅游任務(wù)介紹屢見(jiàn)報(bào)端，最新任務(wù)已排至2024年，而“星際線(xiàn)”的太空旅游任務(wù)和報(bào)價(jià)卻未見(jiàn)任何媒體報(bào)道。沒(méi)有商業(yè)旅游業(yè)務(wù)的商業(yè)載人飛船，再加上不斷高漲的成本，“星際線(xiàn)”項(xiàng)目對(duì)波音公司而言已形同雞肋——越干越賠，不干丟面子。

作者/田豐