天上的创新：波音公司的火箭和飞船

提到波音公司，很多人会立刻想到民航客机。毕竟，这家1916年成立于美国西雅图的公司如今是美国唯一一家生产宽体客机的公司。威廉·爱德华·波音先生对民航领域的贡献有目共睹，而以波音314、波音377、波音707和波音787等机型为代表的客机也早就以其技术上的创新性和市场上的成功成为了不同时代的民航客机的代表。不过，实际上，这家以生产客机闻名的公司的创新不仅仅存在于大气层内，而是早已冲上云霄，进入太空。

打造通天之梯

可以说，波音公司打造弹道导弹和运载火箭的历史足够与她研发大型客机的历史相媲美。1955年12月27日，道格拉斯公司在与洛克希德、北美飞机公司的竞标中胜出，获得了研制“雷神”导弹的弹体的合同。这款得名于北欧神话中的雷神托尔的导弹是美国空军的第一代战略弹道导弹。随后，令所有人庆幸的是，这款能够携带一枚144万吨TNT当量核弹头的导弹终究没有在战争中得到使用，而是在随后的日子里，通过铸剑为犁的改造，成为了一款优秀的运载火箭。

“雷神”导弹改造成的运载火箭增加了第四级（火箭上面级），而希腊字母中的第四个字母为Delta，因此，这款运载火箭由此得名“德尔塔”。在上世纪60年代初期，“德尔塔”火箭在气象、通讯和科学研究等领域的航天發射中承担了重要的任务。

在“德尔塔”火箭的早期型号获得了成功之后，这个系列的火箭从此一发不可收拾，逐渐开启了她的传奇之旅。在1969到1978年间，“雷神·德尔塔”运载火箭共发射了84次，为世界上的多个国家发射了人造卫星，且其发射成功率高达91.6%。这个发射数量在当时稳居前列，是排名第二的“侦察者”火箭的2倍多（该型火箭在同一时期发射了32次）。由麦道研发，后来被波音集团综合防务系统分部负责继续生产的“德尔塔”2型火箭则一直是包括美国宇航局在内的大量太空探索活动的幕后英雄。且不论数不清的近地轨道发射任务，仅仅是列举一些行星探测器的发射任务，我们就能够发现“德尔塔”2型火箭为人类探索未知领域的活动所做出的贡献了：火星全球探勘者号、火星探路者、先进成分探测器、深空一号、火星气候探测者号、火星极地着陆者号、深空2号、星尘号、2001火星奥德赛号、威尔金森微波各向异性探测器、起源号、彗核巡回者号、勇气号火星探测器、机遇号、史匹哲太空望远镜、信使号、深度撞击号、日地关系天文台、凤凰号火星探测器、曙光号、开普勒太空望远镜、重力回溯及内部结构实验室、风探测器、会合-舒梅克号等。

“德尔塔”系列火箭的型号之多、发射数量之密集使其在同一时期的运载火箭中的成绩名列前茅。这种针对不同的发射载荷与不同的发射任务可以进行多种搭配的模块化设计理念使“德尔塔”火箭的适应性变得很强。需要指出的是，早在1972年，当时的道格拉斯公司就已经在建议用阿拉伯数宇命名的规则末代替原有的希腊宇母命名的规则，因为他们那时候已经预见到了经常改进升级的“德尔塔”系列火箭很快就会用尽所有的希腊字母。 用于波音飞船的RS-88发动机正在进行测试

如今，以“德尔塔”2型和“德尔塔”4型运载火箭为代表的“德尔塔”系列火箭依然是美国航天发射的重要力量。而说到运载火箭，最值得一提的当然要数NASA和波音公司正在联合研制的新型SIS火箭了。这款名为SLS（Space LaunchSystem，太空发射系统）的火箭将会具有超过此前人类研制的推力最大的火箭“土星”5号的潜力。按照计划，SLS火箭的最初型号将在2017年进行首次发射，其使命是向国际空间站运送人员和物资。这个计划一旦实施，将会彻底改变在美国航天飞机退役后，美国官方无法单独实施载人航天任务的现状。

太空发射系统的是一种大量借鉴成熟航天技术（包括在航天飞机上得到过验证的技术）同时又有不少技术创新的重型运载火箭。该火箭的助推器系统使用了航天飞机的固体燃料发动机技术，主发动机则暂定为选用航天飞机主发动机的升级版RS-25D，E发动机，其设计理念是依据现有的硬件打造出一款推力十分强大的火箭，并且能够降低工程风险和较快投入工程应用。NASA的工程师和波音公司的研发人员为SLS火箭配置了不同大小的推力级别。这使得今后的SLS重型火箭也像“德尔塔”系列火箭一样，成为可根据任务要求选择不同推力的一个火箭系列。在与“猎户座”飞船进行组合后，SLS火箭将成为美国未来载人星际航行计划的重要组成部分。按照计划，未来的太空实验室除了设置在近地轨道上之外，还会运行在月球背面的拉格朗日点上。未来，直径至少为8.5米的大型空间站将会成为人类向火星或者更远的地方进发的一个前哨站。

为了能够满足近地轨道和将来的太空前哨站的需求，SLS火箭将会分为两个以上的阶段来进行发展。第一阶段的SLS火箭以近地载人飞船的发射载荷为主，设计载荷重量为70吨，起飞推力3810吨。第二阶段的SLS火箭将会拥有超过“土星”5号的潜质，可以发射130吨重的载荷。这枚117米高，发射推力达4173吨的火箭将会成为未来人类拥有的最大的火箭。

在新奥尔良郊外的米丘德装配厂内，NASA和波音联合研发的SLS火箭正在逐步成形。波音公司负责了该火箭的核心部件和箭上航电系统的研发与测试。从研发时间节点上来看，波音公司将在很短的时间内，几乎同时对火箭的发动机、液氢贮箱和液氧贮箱以及内部罐体进行测试。这充分体现了波音公司对运载火箭进行研发和测试的能力。另外，SLS火箭的飞行测试软件也由波音公司进行研发，并已提前交付给了马歇尔太空中心。这使得我们更加期待SLS火箭的早日发射了。 波音公司的CST-100（Starliner）飞船概念图

锻造摆渡之舟

自2011年，美国的航天飞机全部退役之后，美国宇航局（NASA）就失去了独立运送宇航员到国际空间站上的能力。在货运方面，NASA已经开始将合同外包给了一些私人航天公司。而在载人航天方面，目前还是在依赖俄罗斯的飞船和位于哈萨克斯坦的发射场。为了彻底改变这个比较尴尬的局面，NAsA开始进行了载人飞船的招标，并最终与波音公司和SpaceX公司签了载人飞船研发合同，要求两家公司在2017年之前拿出能够将宇航员送入国际空间站的载人飞船解决方案。这就促使了两款飞船的诞生：波音公司的CST-100飞船和SpaceX的“龙”飞船。

CST-100飞船的得名方式直截了当，其中CST是Crew SpaceTransportation（人员太空运输）的缩写，而100则代表了目前国际上公认的太空近边界（地球表面以上100千米，也就是卡门线高度），就是指能够在太空运送人员的飞船。后来该飞船更名为Sta rIiner，则更多地带上了波音公司打造成功的星际航线的意味。

如今，波音公司的飞船正在肯尼迪航天中心的一个曾经用来维护保养航天飞机的机库中进行制造。这艘飞船能够让人很快就想到当年令无数人欢欣鼓舞的“阿波罗”飞船。今后，波音的飞船可以运送宇航员往返国际空间站，并使国际空间站的常驻宇航员的数量由现在的6名增加到7名。同时，也会给更多热爱太空的人提供体验太空生活的机会。

这款最多可以运送7人的飞船最早可以在明年，也就是2017年进行发射。届时可以让美国一举恢复载人发射能力。飞船的设计和测试同样遵循了大量利用成熟技术同时进行一定创新的理念。成熟的发动机和先进的星载航电設备的结合会让波音的飞船足以承担重任。

我在这里并不会直接比较波音的飞船和SpaceX飞船的异同，甚至做出优劣判断，而是引用美国宇航局近期对波音、SpaceX和内华达山脉这3家参与竞标NASA的第二阶段商业航天任务的公司的评分。在除价格之外的多项评分中，波音公司都名列前茅。其中，NASA认为波音公司的飞船在执行任务的灵活性方面将会表现最佳，其飞船的任务适应性的评分为913分（SpaceX此项得分为849，内华达山脉得分为829）。满分为525分的技术综合评定中，波音的得分为488（SpaceX此项得分为457，内华达山脉得分为420）：满分为400分的企业管理指标评分中，波音的得分为372（SpaceX此项得分为344，内华达山脉得分为356）。综合过往表现，来对未来的任务完成度进行主观评价中，波音的结果为可信度“极高”（SpaceX此项得分为“高”，内华达山脉得分为“高”）。

期待SLS火箭和Starliner在2017年有较好的表现，能够将波音公司在航天领域的创新和坚持续写下去。

责任编辑：邢强