奋进号航天飞机悲催谢幕 飞行一次耗费5亿美元

福多多

2011年5月17日，美国航天局（NASA）最年轻的航天飞机——“奋进”号航天飞机在肯尼迪航天中心成功发射升空，开始其19年职业生涯的最后一次太空使命，同时也是美国航天局30年的航天飞机发射计划倒数第二次航行。“奋进”号此次为期16天的太空之行主要任务是为国际空间站运送名为“阿尔法磁谱仪2”的设备，用来寻找暗物质和探索宇宙起源问题。据悉，这一项目由美国麻省理工学院华裔诺贝尔奖获得者丁肇中负责，包括中国科学家在内的全球600多名科研人员参与了该项目。

“奋进”号航天飞机的首次飞行始于1992年5月7日。在截至去年2月的24次太空飞行中，“奋进”号总共在太空度过了280天9小时，绕行地球4429圈，总飞行距离达到1.65亿千米。“奋进”号预计6月1日返回地球，之后它将进入博物馆享受荣休生涯，另一航天飞机“发现”号已于今年3月先行退役。今年7月，“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行最后一次飞行后，美国航天飞机将全部退役。届时美国宇航员只能依靠俄罗斯的飞船前往国际空间站。

设计初衷：重复使用以降低运营成本

上世纪七八十年代正是美国载人航天事业发展如火如荼的时代。送人登陆月球的“阿波罗”登月活动让美国坐上全球太空竞赛的头把交椅后，也刺激了美国的太空探测野心，加大了此后人类进入太空的频率。密集的太空探测项目让NASA觉得不够经济，因为用火箭发射载人航天器需要的是巨大火箭，并且都是一次性的不可回收重复利用。出于对经费的考虑制造一种新的航天器成为时代的新要求。NASA第三任局长托马斯·佩奇曾认为，航天飞机因可重复利用从而可以降低成本，不用每执行一次任务就要造一个新的火箭出来；而且当时他还认为一架航天飞机的发射准备时间仅需要两周，远比火箭反应快。

航天飞机曾是先进航天技术的象征，是“阿波罗”登月之后美国航天事业的里程碑，担负着在载人航天领域与前苏联的空间站分庭抗礼的政治宣传功能。航天飞机的概念曾让不少航天大国心动，比如欧空局和日本都设计过自己的航天飞机。前苏联更是造出了有“自主知识产权”的“暴风雪”号航天飞机，但“巧合”的是，其外形几乎与美国的航天飞机如出一辙。

迄今为止人类建造的最复杂的机器

宇宙飞船、航天飞机同为用作天地往返的载人运输器，宇宙飞船相对规模最小、技术简单，费用也最便宜。宇宙飞船仅能往返使用一次，在太空轨道上一般能单独飞行数天到十几天，可往返于地面和空间站之间或地面和月球之间。俄罗斯的“联盟”系列飞船是其中的典型。

而航天飞机则是迄今为止人类建造的最复杂的机器，也是唯一一种功能齐全的航天器。它的主要部件包括：固体火箭推进器、外部燃料箱、航天飞机的主发动机及轨道飞行器。航天飞机有3500多个分系统、250多万个部件，每次飞行成本约为5亿美元。它可以垂直起飞、水平降落，以火箭发动机为动力发射到太空，从而在轨道上运行。然而，与宇宙飞船相比，航天飞机的风险性与使用成本都高出很多。

飞行一次耗费5亿美元超过设计预期近百倍

美国共研制并投入使用了5架航天飞机，每架研发费用20亿美元，总共发射一百多次，每飞行一次费用高达5亿美元，返回后还要进行大量费时费力的检修，这让美航天局的财政不堪重负。尽管提出航天飞机的初衷是为了降低整个载人航天研制和发射过程中的花销，但是美国人在执行这一计划的过程中却发现真实情况并非如此。早先有数据显示从1985年到1988年10月间，航天飞机的发射价格增加了85%，即每次发射费用飙升到9000万美元。这笔花费完全违背了NASA最初设计航天飞机的预算。NASA在确定航天飞机的结构布局时，曾估计航天飞机发射费用为每千克100美元，每次发射费用不超过600万美元。

尽管NASA采取了种种措施节约开支，但研制费用还是连年超支。1978年9月，NASA宣布航天飞机的研制费用可能比原计划增加8%～9%。1980年4月，NASA透露整个航天飞机计划费用将增加到89亿美元。这种情况下NASA只得一再向国会申请增加拨款，而当时的卡特政府考虑航天飞机对国家安全有利，对科学研究和商业开发也有很高价值，因此对追加经费基本不持异议，所以航天飞机计划的费用才得以解决。此外，航天飞机的着陆场与发射场相距甚远，每次降落后要用大型客机运回发射场检修，额外增加了成本。这些情况都超出了NASA最初的美好预期，使得航天飞机经济效益大打折扣。

航天飞机老化远超预期 飞行任务被迫大幅缩水

在航天飞机的使用中，NASA发现同研制和发射费用一样，航天飞机的维护和运行费用也在直线飙升。比如1984年航天飞机一次飞行的花费为1.5~2亿美元，而在商业发射中可以得到的最高补偿仅为7100万美元。最重要的是NASA发现，用航天飞机发射卫星，比使用火箭发射卫星的费用还要多。因此，1988年之后，NASA决定不再承揽商业载荷的发射任务，每年航天飞机飞行次数减为9次左右。按照计划美国的航天飞机寿命最多为20年，每架应飞行100次。而截至今天，5架航天飞机加起来飞行了才132次，其中2架在飞行中爆炸，2架已严重超期限服役。

而且航天飞机的老化速度比预期的要快，尽管执行任务的次数比预期减少了近1/4，但航天飞机破损、老化加剧，每次的维修费用也非常昂贵。特别是“哥伦比亚”号航天飞机坠毁事故（2003年）发生后，对防热瓦的检查费用增加了。而“发现”号自1984年首飞以来小状况频发，燃料箱隔热泡沫脱落、外部燃料箱的液态氢传输管泄露等，都导致每次执行任务前加强检查和维护，以至于任务一拖再拖。(徐聪)