坊间热议美国星座工程兴衰备忘录（1）

美国4座地球轨道版星座飞船白象化（大而无用）趋势无法挽回，NASA在如何研制低成本天地往返载人飞行器的道路上一错再错。...

    小编看到一位广东茂名的名叫陈天的网友，撰写的一系列关于中国载人登月的运载火箭/发动机选择/飞行模式方面的文章，言辞灼灼，颇有深意。中国的载人登月工程注定是举世瞩目的战略性科技工程，必将引起海内外众多专家学者及爱好者的关注和思考，本着不论对错、多方兼听的原则，小编决定原滋原味地将其分期在本号与朋友们分享学习。





第一章：方案频变动根源在于规划失败。

从NASA拉开星座载人重返月球工程开始，各方对NASA月球载人工程的指责就时有所闻。近日更传出NASA决定删去地球轨道版本6座型星座飞船的研制，从而彻底简化统一地球轨道版与月球轨道版星座飞船的生产研制，即均为载人4座型号。何以至此？！

第一，构形高度特化的战神一火箭所带来的深度冲击开始逐步显现

导致到今天NASA决定放弃6座版地球轨道星座飞船研制最主要的原因据说是星座飞船严重超重，LEO载荷达到27吨左右的战神一火箭都已经无法发射，而战神一火箭所用的航天飞机级固体燃料助推器尽管从4节改进升级到5。5节，但还是无法将6座版本的星座飞船安全送入地球轨道，不得已只能削足适履，6座改4座，好让星座飞船的总重量控制于战神一火箭的极限运力区间内。对于人类历史与美国的空间事业而言，这只能是个重大的悲剧，拥有阿特拉斯五与德尔塔四这两款成熟液体主芯级重型火箭的国家，仅仅由于NASA与美国空军的扯皮与争权夺利，硬是让NASA搞出个鸡肋化的构形高度特化的战神一火箭来作为星座飞船的发射平台。而这一火箭平台由于运载能力区间极难扩展，改进升级余地极小，今天反而连累了星座飞船要功能简化，削足适履，这只能够是一个无谓的悲剧。



第二，4座地球轨道版星座飞船白象化（大而无用）趋势无法挽回，NASA在如何研制低成本天地往返载人飞行器的道路上一错再错。

NASA简化地球轨道版星座飞船的研制方案消息一出，就引起外界一片哗然，有网友就明确指出星座飞船开始“白象化，鸡肋化”了。

事实就是如此，俄罗斯的联盟，中国的神舟飞船总重量不过8吨左右，却可以将三个宇航员送入地球轨道，并可拥有达自主持续运行6天左右的时间周期。而NASA的4座地球轨道版星座飞船重达26吨，却也只能将4名宇航员送入地球轨道。如此版本的星座飞船在执行地球轨道载人发射运载任务时，所具有的经济边际效益与联盟神舟级别的飞船相比简值望尘莫及。三艘联盟神舟级别的飞船总重才抵一艘星座飞船的重量，但却可以将9名宇航员送入地球轨道，而一艘星座飞船却只能够将4人送入地球轨道，那个更经济实惠一目了然。

第三，规划决定一切，NASA刻意回避月球轨道对接方案还要错到何时方休？！

追根朔源，事实上今天星座飞船所面临的一切困局从NASA决定采用地球轨道对接方案而不是月球轨道对接方案来执行美国的载人重返月球任务的那一刻开始就已经注定。

如果采用月球轨道对接方案，由于要一箭就直接将25吨级别的绕月版星座飞船射入月球轨道，那么发射绕月版星座飞船的火箭平台运载能力将来比今天所规划的战神一火箭要强大得多，其LEO运载能力至少在50吨左右。那么NASA早期规划中的战神4火箭就能够派上大用场了；而地球轨道版星座飞船由于不必需要月球版飞船那么大的推进舱与燃料，载4人的地球轨道版星座飞船其重量更可以控制在15至20吨之间，无论是美国现成成熟的阿特拉斯五还是德尔塔四火箭稍微改进下都完全可以立即用于发射这一版本的载人飞船。其经济性与所面临的技术难度可要比今天NASA执意要研制的战神一火箭要好太多了。

一棋失着全盘皆输，结果今天研制中的战神一火箭用于发射绕月版本星座飞船无能为力，这将为未来美国载人重返月球留下巨大的安全隐患，一旦未来星座飞船在月球轨道发生重大故障要立即援救将困难重重，必须要在短时间内同时组织准备发射一发战神一火箭与一发战神五火箭，之后再让星座飞船在地球轨道上与低温上面级对接好之后才能上月球援救，徒增复杂，费时费力。

但如果拥有战神四火箭，利用4台RS68研制主芯级，再捆绑数量不等的德尔塔四液体通用助推器或者航天飞机级固体燃料助推器，LEO运力完全可履盖从35吨到150吨的所有区间。

采用月球轨道对接方案来执行载人重返月球的任务，美国要载人重返月球仅仅研制战神四一款火箭就完全可以胜任直接发射绕月版星座飞船与牵牛星登月舱的所有需要。不仅彻底回避了要同时研制战神一与战神五火箭的麻烦，由于载人飞船与货运飞船从地球到月球分开发射，一分到底，各走各路。星座飞船在月球轨道发生故障就单独直接发射另一艘星座载人飞船到月球轨道援救之。而如果是处于月面的牵牛座登月舱发生故障，则发射另一艘牵牛星月面着陆飞船直接降落月面援救之。省时省力，有条不紊，所需要的经济成本与面临的技术风险也要小得多。



 第四，星座飞船的“堕落”对中国的启示

问题是这些常人一眼就可以看出的东西NASA就是彻底“看不见”，非要在地球轨道对接方案与战神一火箭上一条路走到黑，最终只能够让美国人座等日后悲剧的到来。而对于中国而言，就必须要牵记今天美国的教训。要实施中国的载人登月工程首先就必须要坚定采用月球轨道对接的方案，毕竟这一方案要远比地球轨道对接方案拥有更大的任务弹性，援救回旋余地与近乎无限的持续升级改进空间，“省时，省事，省力”，不仅对运载火箭运力要求低得多，更可拆分开来分时期，分阶段分别实施进行之。

今天美国是基于月球轨道版本星座飞船再来研制地球轨道版本星座飞船的。既然重达25吨的美国月球版本星座飞船用于实施地球轨道载人运输任务时也才仅仅可以运载4个宇航员，比重量轻其达17吨之巨的神舟飞船才仅仅多载一人而已，无谓“大材小用，死重浪费太多”，在经济成本上得不偿失。

因此未来中国的载人绕月版飞船研制之路必须反美国之道而行之，完全可以基于今天现成的地球轨道版本神舟飞船的平台来升级研制。

只要对今天现成神舟飞船的推进舱进行改进升级，加大发动机推力与燃料箱体积，将神舟飞船的推进舱重量提升到10至14吨左右；返回舱加大防热盾，小改一下，以适应从外星空间进入地球大气层时所面临的更高的气动加热问题；至于轨道舱则完全可以一成不变。如此一艘重达18吨左右的3座绕月版本神舟飞船便手到拿来。

这样未来中国的地球轨道载人运载任务照样由今天现成的8吨级别神舟飞船来执行；而月球轨道的载人发射任务才使用上18吨级的月球版神舟飞船来执行这样大小有别，各司其职。研制的经济投入成本与日后飞船的运营经济成本上都要比今天美国无论是地球轨道载人任务还是月球轨道载人任务，都要通通使用单纯一款型号，大小重量不分的星座飞船要小得多与轻松自如得多。

陈天（高凉陈君）

于广东茂名

2012年1月15日

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