2021 年天和号核心舱升空，中国为何不造航天飞机？

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2021年4月29日上午11时23分，天和飞船核心舱从海南文昌航天发射中心发射，490秒后成功进入约400公里的正圆轨道。从现在起到2022年11月，将实施10次密集发射，未来目标是建成可永久搭载宇航员的天宫空间站。

中国人为什么不建造航天飞机？

我国载人航天计划自开始以来，一直朝着飞船、空间站的目标走的很明确，美苏都投入巨资的航天飞机却没有实现，单从航天飞机的性能来看，飞船的确很优秀，但大家可能不知道的是，我国曾经有一个庞大的航天飞机计划！

美国和苏联为何放弃航天飞机？

航天飞机的设计理念其实很好，从阿波罗登月时代开始，美国人就一直想设计一种往返于地球和天空之间的航天器，而且大部分设备都可以重复使用。因为当时用于登陆月球的火箭太浪费了，一枚土星五号火箭的单价是1.8亿美元（1969年的价格，相当于现在的12亿美元左右），而且只用了一次就被扔进太平洋，连鱼都不吃……

全家福。从左到右：哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号

因此航天飞机从一开始就是为重复利用而设计的，它由固体助推器、燃料箱和轨道器组成，轨道器和助推器完全可回收利用，真正被丢弃的只有航天飞机发射时使用的巨大燃料箱，燃料箱装载的液氢和液氧耗尽后就被丢弃。

理论上成本相当低，因为扔掉的只是燃料箱的空壳，当然还有燃料在发射时燃烧。航天飞机首次发射时，就让人惊叹不已！结构和以往的发射完全不同，像是一只准备起飞的白天鹅。另外，航天飞机货舱直径4.6米，长度18米，比我国“天和”核心舱直径还要大。

奋进号航天飞机的货舱

1981 年 4 月 12 日，哥伦比亚号航天飞机成功发射，并在进入轨道两天后于 4 月 14 日返回爱德华兹空军基地。随后，它又成功完成了三次飞行，在正式宣布服役之前，所有飞行都取得了成功。此后，航天飞机执行了大量任务：

以上都是航天飞机著名的有效载荷，虽然1986年挑战者号航天飞机在半空中爆炸，但那并不是航天飞机的故障，而是助推器的O形圈出了问题，发射后58秒，高温高压气体泄漏，直接导致低温燃料箱四分五裂，最终在超音速气流中解体，7名宇航员全部遇难。

航天飞机的退役不仅仅是成本问题

航天飞机投入使用后，问题才开始显现，当然，这不是安全问题，事实上，航天飞机的安全记录很好，截至STS-135亚特兰蒂斯号航天飞机任务，它一共飞行了135次，其中失败2次，成功率高达98.51%，这显然比很多载人计划的火箭都要高得多。不过，有一点不得不承认，航天飞机任务中一共牺牲了14名宇航员，占航天史上18名宇航员的77.8%，这个数字确实有点高。

当然，安全性是后面的问题，因为较早暴露的问题是重复使用的航天飞机比一次性火箭的成本更高：航天飞机的隔热瓦在不同位置，如鼻锥、轨道器腹部、机翼前缘等，要求的隔热性能不同，而侧面和背面的要求相对低一些，但大部分隔热瓦需要更换。

航天飞机再入大气层时表面温度分布

另外一个就是航天飞机上的几十台姿态控制发动机需要更换，因为使用不对称二甲肼、四氧化二氮等有毒燃料，所以每次都要全部更换。当然，如果主发动机维修时出现问题，也必须更换，比如STS-99任务中的3号发动机就被更换了。

当然，最要命的是航天飞机有200多万个零部件，每个都需要检查、维修，每次发射都相当于重新组装一整架航天飞机，工作量实在是太疯狂了。

有人认为，压垮骆驼的最后一根稻草，是2003年2月1日哥伦比亚号航天飞机返回地球时发生的空中爆炸。这一次，脱落的隔热材料击中了隔热瓦，留下了隐患，导致返回大气层时高温气流冲进机翼，改变了气动布局，导致航天飞机翻滚解体，七名宇航员丧生。然而，大家不知道的是，航天飞机并不是当年退役，而是在2011年7月完成第二次任务后退役，所以坠毁事件并不是主要问题！

航天飞机出了什么问题？

首先性价比确实不高，因为投入2000多亿美元，却只进行了135次飞行，每次飞行花费都在15亿美元以上，这个成本可能比任何一次载人航天发射都要高。另外航天飞机重68吨，但最大运载量也只有36吨，每次都要将超过2/3的自重送入太空，花费巨大。

另一个原因是新型低成本运载火箭的兴起，比如早期的德尔塔、阿特拉斯、泰坦系列，以及后来的轨道科学公司ATK，让航天飞机的地位变得有些尴尬，有人说X-37B可以取代航天飞机，但其实两者根本不是一个级别的。

不过航天飞机并没有彻底消亡，它的遗产还在发挥作用。例如，美国下一代重型火箭——太空发射系统SLS（Space  ）就有许多航天飞机的遗产，比如固体助推器，它就是航天飞机助推器的翻版！

除此之外，最核心的火箭发动机也是航天飞机的RS-25液氢液氧低温发动机，而低温燃料箱也是航天飞机的经典结构，连制造厂家都是一样的，所以航天飞机并没有死，它以另一种方式重生了！

但有一点是清楚的：美国人不再愿意使用航天飞机，一次性火箭或者类似的回收方式更加经济。

中国太空计划

美国人摸着石头过河，中国人摸着美国人过河，后来者的优势就是见过前面的浪花是怎么死在沙滩上的，所以自己也要死得不一样，对吧？

其实，中国在上世纪 80 年代也规划过航天飞机，当时叫“大型运载火箭与空地运输系统”。其实，欧盟和前苏联都有自己的航天飞机计划，中国也不例外，规划过天骄一号小型航天飞机、长城一号航天飞机、V2 火箭式航天飞机、H2 航天飞机等计划。但最终还是屈服于自己薄弱的技术储备，选择了更为稳健的多用途载人飞船，也就是我们熟知的神舟系列飞船。

所以当年中国人之所以没有选择太空计划，并不是因为美国人遇到的问题一样，第一就是没钱，航天飞机的投入就是浪费钱，技术储备也远远不够，比如我国曾经规划过的最雄心勃勃的计划就是H2太空飞机，是水平起降型，即便是现在，也没有哪个国家能够完成，未来十年可能也还是没有突破。

激进的

神舟系列飞船的后续就是载人空间站计划，中国的航天计划已经逐渐明朗，目的也很明确，走的也是成本最低的路线，未来的载人登月、载人火星任务也会从这两项技术上有很大传承，虽然航天飞机也把SLS的遗产带给了美国，但不得不说，美国人还是走了弯路！