老牌軍火巨頭的太空情懷：波音公司未來的載人飛船

在《美國星際客機計劃新動態：預計明年正式執行太空任務》一文中交待完畢波音公司的載人飛船項目的背景之後，我們接下來就看看NASA這42億美元（小火箭聯合會美國分部查證，已經落實的金額為6.209億美元）和波音這家老牌兒軍火巨頭的技術基因的融合之下，將會誕生一款怎樣的飛船吧！

小火箭出品

本文作者：邢強博士

本文共4080字，58圖。預計閱讀時間：15分鐘。

總體

上圖是小火箭前一段時間跨過大洋去拜會波音好友時在他們的地盤兒拍攝的照片。攝影：邢強，於2017年。

有別於其他第三方做的概念圖，這是波音公司官方對星際客機StarLiner的展示，體現出了很多細節。

我們可以從地球的大小和視線的角度反推出場景描繪的是星際客機正飛行在400公里的空間站軌道上，其頂部用於和國際空間站對接的介面赫然在目，這正體現了該飛船未來的主要用途。

波音的星際客機飛船高5.03米，最大直徑4.56米，加壓艙容積為11立方米。

起飛質量為13.00噸。

從個頭兒上來說，她比獵戶座飛船稍小，但是比大名鼎鼎的阿波羅飛船和創新技術擔當的SpaceX公司的龍飛船都要大一些。

按照設計，星際客機載人飛船能夠容納7人。

在飛行過程中，採用雙層座椅，上3下4布置。

單純從座艙成員容積率的角度來說，波音的設計師真是蠻拼的。比星際客機飛船小不了多少的阿波羅飛船只能塞得下3個人。

為了進一步方便大家直觀比較未來美國載人飛船的3大中堅力量，小火箭花了些時間，找到了下圖：

2015年2月2日，美國版本的龍抬頭（大洋彼岸不用農曆，只能入鄉隨俗了）。

在這個日子裡，時任美國宇航局局長查爾斯·博登在美國肯尼迪航天中心的尼爾·阿姆斯特朗大廳裡面，藉助媒體向全社會解釋NASA把錢都花在哪兒了。

當時，三大企業承接的NASA的載人飛船的實物悉數登場。

上圖從左至右：波音公司的CST-100載人飛船（星際客機）、洛克希德·馬丁公司的獵戶座載人飛船、SpaceX公司的載人版龍飛船。

獵戶座飛船是曾經的重返月球的星座計劃的主角，後來星座計劃擱淺，但是隨著現在美國第四次提出重返月球計劃，獵戶座飛船得到了重生。

星際客機和載人版龍飛船則是可預見的未來幾年，美國將會在國際空間站的天地往返活動中採用的載人飛船。

剖開的星際客機結構。可以看到，7名乘員的座椅和乘員活動區域佔據了11立方米的內部空間的大部分。而氧氣罐和姿軌控系統的瓶瓶罐罐主要集中在飛船大底附近。

作為生產過巨大的土星5號運載火箭的第一級和大量轟炸機、客機的老牌軍火巨頭，波音公司的生產能力還是有保障的。

工程師在組裝CST-100星際客機載人飛船。

總裝廠房全景。該廠房具備批量生產能力。

完成總裝的星際客機載人飛船的耐壓殼體。

2011年10月31日，波音CST-100星際客機載人飛船的耐壓殼體入駐美國佛羅里達州的3號軌道器廠房。準備進行後續的總裝工作。

小火箭要強調的是，這間廠房，見證了多架太空梭的整修工作。這裡留下了太多有關太空探索的美妙記憶。太空梭的主發動機當年也是在這裡被拆解和維護保養的。

2011年7月，太空梭退役，在這間廠房進行了最後的整備之後，卸除了所有危險部件，泄放了所有液體物質，準備送入博物館。

而星際客機的殼體，趕在太空梭做最後的道別之前，入駐廠房，實現了美國天地往返運載器的無縫交接。

不過，可惜的是美國新版載人飛船的研製進度一拖再拖，導致到現在也沒能讓美國恢復載人航天的能力。

從2011年7月到2018年4月，眼看這就快整7年了，載人航天能力的缺失，讓美國不得不接受俄羅斯連年瘋長的報價。

不過，實際上，如果小火箭沒有記錯的話，這其實並不是美國第一次出現載人航天能力缺失的情況。

2011年到2018年，是美國載人航天能力的第二個缺口期。

第一個缺口期是什麼時候？

答：是1975年到1981年的6年時間。

這張照片，攝於1975年。這是在卡納維拉爾角發射場準備發射的一枚土星-1B運載火箭。這是美國上世紀70年代最後一次載人航天發射任務，也是阿波羅計劃實際終結的象徵。

直到1981年4月12日，通體潔白的哥倫比亞號太空梭執行STS-1任務的時候，美國才終於再次擁有了能夠將宇航員送入太空的飛行器。

小火箭覺得，當時哥倫比亞號裡面乘坐的2位宇航員約翰·楊和羅伯特冒的風險是巨大的：

那是人類第一次在載人航天任務中，使用巨大的固體火箭發動機；

那是人類第一次在首次試飛一款航天飛行器的時候就執行載人任務。

在此之前，以及在此之後，通常都是讓同款飛行器執行多次無人試驗太空飛行任務，摸清楚情況再載人的。比如中國的神舟系列飛船，前4艘都是無人的，有了十足的把握，才從神舟5號開始執行載人任務的。

美國當年缺失了6年載人任務的執行能力，急於恢復的心情可見一斑，哥倫比亞號第一次點火奔向太空的旅程中，一反慣例，硬是帶了兩位宇航員上天。

小火箭風格：

當年的哥倫比亞號太空梭執行首飛任務，帶著兩位宇航員在太空飛行了2天6小時20分鐘53秒。

了解了這段歷史，在2019年，也就是明年，當我們發現波音的星際客機在首次試飛的時候就帶了三位宇航員奔向國際空間站執行正式任務的時候，也就不會太驚訝了。

那個時候，讀過本文的好友們就可以這樣說了：

美國這樣做是有先例的，長期以來對載人航天能力的缺失讓大家急於快速恢復載人發射，因此工程師們有很大的動力來冒這個險。小火箭早就說過啦。

動力

研製飛行器，需要動力先行，即使是新版的載人飛船往往也不會例外。

為了加快研製進度，節省研製經費，波音公司採購了當年洛克達因公司為NASA與洛克希德·馬丁公司合作的先進低成本推進系統招標專項研製的RS-88發動機。

想到，當年洛克希德·馬丁的得意之作（先進逃逸系統）的核心產品最終花落波音家，還是蠻感慨的。

上圖為一台RS-88液氧乙醇火箭發動機正在馬歇爾航天中心做地面熱試車點火試驗的場景。攝於2003年12月1日。

這段時間，該發動機重複點火16次，累計工作時間為55秒。

漂亮的馬赫環

波音星際客機CST-100載人飛船的姿軌控發動機也是洛克達因出品的。這些發動機在2012年到2017年期間已經進行了大量試驗。

試驗

2012年4月，內華達州德拉馬爾干湖，星際客機的等比例模型從高空被投放下來，在觸地之前，碩大的氣囊被壓縮氮氣充滿，起到了良好的緩衝作用。

要注意，這些氣囊充氣的原理與汽車安全氣囊不同。汽車裡的安全氣囊是發生碰撞後，快速引爆能夠產生氣體的固體葯柱來充氣的。

波音的星際客機載人飛船的氣囊是觸地之前由高壓氮氣瓶直接充氣的。

波音星際客機載人飛船的3400米高空傘降試驗也做好了。

小火箭覺得，這載人飛船的主傘配色有些淡雅的少女風格。

相較之下，當年阿波羅登月飛船的主傘配色就有些粗獷了。

既然說到了傘，小火箭就乾脆比較一下美國過去和未來的載人飛船與俄羅斯、中國的載人飛船的主傘吧！

美國的過去：阿波羅載人飛船，見上圖。美國的未來，星際客機載人飛船，見上上圖。

這是俄羅斯的聯盟載人飛船返回的樣子，紅白相間的降落傘與湛藍的天空相映成趣。

中國的神舟飛船的主傘長什麼樣子？

小火箭滿足你：

這是神舟飛船返回艙降落傘的樣子，紅色比聯盟飛船要濃一些，而且還有藍色。攝影：邢強。

這是我湊近一些拍的神舟飛船返回艙降落傘的樣子，傘繩既輕又結實。攝影：邢強。

從波音CST-100星際客機內部向上看主傘的情形。

波音星際客機進行的一系列陸上墜落試驗。

右側那位是時任美國宇航局局長查爾斯·博登本人。可見NASA對星際客機載人飛船是相當重視的。

波音星際客機進行的一系列水面濺落試驗，順便把進出載人飛船的訓練也給做了。

時任美國宇航局NASA局長的查爾斯·博登正在講述美國未來的載人飛船計劃。他側後方就是波音星際客機載人飛船。

小火箭找到了博登老爺子年輕時候在太空梭任務訓練期間的照片，不禁感慨歲月如刀啊！

大面積觸摸屏和物聯網技術的發展，對航天飛行器內部儀錶的影響是巨大的。

這是太空梭的儀錶盤，是不是很酷？但是如果要咱們來學習如何駕駛的時候，我們就有想找設計師過來談談心的衝動了吧。

波音CST-100星際客機的駕駛艙控制面板相對要簡潔一些，大部分參數和操作，都能夠通過大觸摸屏來獲取和實現。

分析

不知不覺間，這是本文數據圖表製作和寫作的第3天了。有關波音公司的技術成熟度分析或者說波音在航空航天領域涉足程度的簡介，或許要放到小火箭的下一篇文章了。要不今天感覺又推送不了了。

通過營造艙內的照明氛圍，為乘員提供舒適感，這種從波音客機尤其是787客機上得來的技術，直接轉移到了波音的載人飛船上。

正在進行風洞試驗的波音CST-100載人飛船模型。

波音對於未來量產CST-100星際客機載人飛船的概念圖。

未來，波音CST-100載人飛船與國際空間站進行對接的示意圖。

對了，有關該飛船非常值得一提的另外一點就是，波音已經和美國宇航局NASA達成了初步協議：未來在每艘向國際空間站運送宇航員的同時，能夠保留1個座位。這個座位將會以非常有競爭力的價格向公眾開放。

如果波音的這個計劃得到落實，那麼星際客機將會名副其實，承擔起為來自民眾的太空遊客提供天地往返服務的重任。

說了那麼多美國的載人飛船。文末，小火箭提一下中國的載人飛船吧！

預祝中國的新一代載人飛船研製順利！在突破了第二宇宙速度返回、載人奔月、可重複使用三大關鍵技術之後，給大家帶來更多的好消息！

新的太空探索的黃金時代，到來的節奏是可以的。一切剛剛開始，一切又恰如其分。彷彿春末夏初的枝芽，那抹剛剛擺脫了稚嫩，新鮮的，又不過分濃郁的生命的顏色。

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