独树一帜的“追梦者”

文/迟惑

到目前为止，所有的货运飞船都是轴对称体，包括圆柱体、圆锥体、钟形体，等等。但是，美国内华达山脉航天公司却有一种独特的型号，那就是“追梦者”。在客运货运问题上，它和其他所有型号也全都不一样，这原本是作为一种载人飞船研制的，但是遭受挫折之后，退而求其次，变成了货运飞船。

唯一的航天飞机方案

“追梦者”是一种可重复使用的升力体航天飞机。实际上从气动外形来看，“追梦者”更像是上世纪60年代HL-20空天飞机的继承者，而不是航天飞机。在这个型号之前，美国宇航局和美国军方开展了一系列空间飞机的研究，包括X-20“动力滑翔”，诺斯罗普公司的M2-F2、M2-F3、HL-10，马丁公司的X-24A、X-24B、X-23。

“追梦者”最初打算竞争国际空间站的商业载人运输服务合同，但因为技术难度大、研制周期赶不上美国宇航局的需求，输给了“载人龙”和“星际线”。“追梦者”退而求其次，改成货运型号，不但竞争国际空间站的货运合同，也要竞争后续商业化空间站合同，其中包括美国宇航局的“近地轨道目的地”。等到货运型投入使用并且技术成熟，就可以如同货运型龙飞船一样，改造成载人飞行器，往返于近地轨道和地面之间。

追梦者与空间站对接示意图，旁边还有一艘进步号货运飞船

追梦者航天飞机与国际空间站对接想像图

“追梦者”和其他货运飞船的主要区别在于降落方式。它打算用联合发射联盟公司的“火神”火箭发射，配用“半人马座”上面级，也可以用欧空局的阿里安火箭发射。但是在返回地球的时候，它不用降落伞也不用反推火箭，而是像航天飞机那样，在常规跑道上自主水平降落。

既然是空天飞机的理念，“追梦者”的热防护系统就与飞船有很大区别。在“追梦者”的腹部和上部，覆盖着所谓的钢化一体式纤维可重复使用抗氧化陶瓷（TUFROC），在机鼻和机翼前缘的热防护能力最强。

“追梦者” 轨道器尾部

“追梦者”轨道器的主结构

莫名其妙的出圈

“追梦者”的研制计划于2004年9月20日公开发布。2007年4月，最初的研制企业SpaceDev宣布，已与联合发射联盟公司合作，并考虑用宇宙神5火箭发射“追梦者”。2007年6月，SpaceDev与美国宇航局签署合同。第二年10月21日，内华达山脉公司以3800万美元收购了SpaceDev公司，主要资产当然就是“追梦者”。

2010年2月1日，内华达山脉公司获得了2000万美元的种子资金，用于美国宇航局商业载人开发（CCDev）的第一阶段项目。4个计划里程碑顺利完成，包括推力器地面试车和初步结构设计。此后在美国宇航局德莱顿飞行研究中心进行了15%缩比版本的降落试验。

2010年10月，内华达山脉公司向美国宇航局提出了CCDev第二阶段招标的“追梦者”，预计项目成本不到10亿美元。美国宇航局在2011年4月18日向内华达山脉公司拨付了8000万美元的合同金额，此后又完成了多个里程碑的工作，包括改进机翼测试、综合飞行软件和硬件、起落架、全尺寸系留运载飞行测试和系统需求审查。

2012年2月，内华达山脉公司表示，完成了第一艘“追梦者”飞行样机主要结构的组装和交付。至此，内华达山脉公司完成了所有11个CCDev里程碑。公司在一份新闻稿中表示，自己“按时、按预算”完成了工作。

2012年6月12日，内华达山脉公司宣布，和美国宇航局兰利中心联合设计和开发“追梦者”。联合团队对“追梦者”进行了空气动力学和气动热分析，以及制导、导航和控制系统分析。

2012年8月和10月，“追梦者”分别完成了第一个、第二个里程碑，即“项目实施计划审查”和“综合系统基线审查”

2012年8月3日，美国宇航局宣布向内华达山脉公司拨款2.125亿美元，以继续在商业乘员综合能力（CCiCap）项目下开发“追梦者”。

“追梦者”轨道器的外形

“追梦者”转运

2013年1月30日，内华达山脉公司宣布与洛·马公司建立新的合作关系。根据协议，内华达山脉公司将向洛·马公司支付1000万美元，用于在路易斯安那州新奥尔良的Michoud工厂建造第二架飞行器。第二架飞行器预计将成为第一架轨道试验飞行器，轨道飞行试验计划在未来两年内开始。

2013年1月，内华达山脉公司宣布，2013年3月，将在加利福尼亚州爱德华兹空军基地进行第二次挂载携带和第一次无动力下落测试。航天飞机的释放将在3700米的高度进行，随后将进行自动机器人着陆。

2013年3月13日，美国宇航局宣布，前航天飞机指令长李·阿坎博打算辞职加入内华达山脉航天公司。阿坎博曾是一名战斗飞行员，曾经参加阿特兰蒂斯号和发现号航天飞机飞行。他加入“追梦者”项目后，将承担系统工程师和试飞员的工作。

2013年10月26日，“追梦者”模型实施首次自由飞行。模型用直升机吊到空中后释放，飞行过程还算正常，但在着陆前，左侧主起落架未能展开，导致模型坠毁。

2014年1月，内华达山脉公司宣布已签署发射合同，将于2016年11月在机器人控制的轨道试验飞行中驾驶首个轨道试验飞行器。

2014年初，山脉公司完成了风洞测试，作为CCiCap里程碑的一部分。风洞试验包括分析飞行器在轨道上升和再入期间的飞行动力学特性。“追梦者”阿特拉斯五号综合发射系统的风洞试验也已完成。这些试验是在加利福尼亚州莫菲特菲尔德的美国宇航局艾姆斯研究中心、纽约的CALSPAN跨音速风洞和弗吉尼亚州汉普顿的美国宇航局兰利研究中心统一计划风洞完成的。

运输途中的“追梦者”

但是，到了2014年9月16日，美国宇航局并没有把商业载人计划的下一阶段合同授予“追梦者”，而是波音公司和太空探索技术公司中标。9月26日，内华达山脉公司向美国政府问责局（GAO）提出抗议。到了2014年10月22日，联邦法院裁定美国宇航局的决策没有问题。

但是内华达山脉公司没有放弃，2014年12月2日，内华达山脉公司宣布完成了一个新的里程碑，涉及“追梦者”的推进系统。到12月底，美国宇航局抛弃“追梦者”的细节浮出水面，“机构的一位高级官员”——也就是美国宇航局负责载人飞行的副局长威廉姆·格斯特梅尔，故意把波音公司的排名往前提了一位，才导致了追梦者落选。格斯特梅尔可能“单方面改变评分标准，越权了”。但是2015年1月5日GAO驳回了内华达山脉的质疑。

“追梦者”航天飞机具有很好的复用能力和自动着陆能力，飞行中过载很低，非常适合运送航天员和载荷返回地球

货运版入围

就在打官司的同时，2014年12月，内华达山脉公司提出了“追梦者”货运版计划，竞标美国宇航局的第二阶段国际空间站货运服务——CRS-2。美国宇航局这次没有拒绝。2016年1月，美国宇航局宣布，“追梦者”获得CRS-2合同，并承诺购买至少6次国际空间站再补给任务，和太空探索技术公司的“货运龙”、诺斯罗普·格鲁曼公司的“天鹅座”并列。

但内华达山脉公司表示，它“从未停止过”载人版本的开发工作，等货运版研制成功后再行推出。2021年11月，内华达山脉公司称，该公司募集到了14亿美元的A轮融资，将用于在2025年前开发载人版本的“追梦者”。

2021年10月25日，内华达山脉公司和蓝色起源公司联合宣布，将共同打造新一代“轨道环礁”空间站，竞标美国宇航局的商业化低轨道载人空间站任务，旨在成为一个“多用途商业园区”。“追梦者”将成为人员和货物运输航天器之一。

“追梦者”的货运版本被称为“追梦者”货运系统（DCCS），计划于2023年1月开发完成，并根据美国宇航局的商业货运补给服务-2（CRS-2）计划，向国际空间站运送货物。“追梦者”货运系统携带一个安装有太阳能电池板的货舱，一次性使用。

追梦者航天飞机着陆试验

追梦者航天飞机在测试中

展出的“追梦者”轨道器模型

为了满足CRS-2指南的要求，“追梦者”货运系统要把机翼折叠，这样才能装进直径为5米的有效载荷整流罩内，而原先设计的载人版“追梦者”是不打算采用整流罩的。之所以要考虑整流罩，是为了允许货运版能够在各种运力足够的火箭上发射，如“阿里安5”和“宇宙神5”。货运版“追梦者”上行能力为5000千克加压货物和500千克非加压货物，可以带走3250千克垃圾，扔进大气层烧毁，并且把1750千克货物带回地面。

2019年8月14日，内华达山脉航天公司宣布将用联合发射联盟公司的火神火箭发射所有6次CRS-2任务，第一次飞行准备在2021底实施，但是后来又宣布，首次飞行将推迟到2023年1月。

2021年11月19日，内华达山脉公司还宣布，它正在考虑研制“追梦者”的第三个版本，专门用于军事和情报任务，但细节没有透露。

上文中谈到的一次性货舱称为“流星”舱，是一个4.6米长的附件，据说总货运能力达到4500千克，其中包括了加压和非加压货物。“追梦者”的垃圾清运功能也是由该舱段承担的。除了运载货物外，“流星”舱还携带了发电能力6千瓦的太阳能电池板。它具有自主的热控能力，有6个推力器来实现轨道和姿态控制，可以和国际空间站的不同制式接口对接。航天员要先进入“流星”舱，再通过另一个舱门进入“追梦者”。内华达山脉公司表示，“流星”舱也适用于研制中的“低轨道目的地”空间站。

除了美国宇航局，内华达山脉公司还积极向其他用户推销“追梦者”。2013年12月，德国航空航天中心（DLR）宣布，要调研欧洲是不是能利用“追梦者”的技术。该项目名为“欧洲使用的追梦者”（DC4EU），用来向国际空间站运送船员和货物，还可以执行更高轨道的任务。

到2014年1月，欧空局同意成为DC4EU项目的合作伙伴。欧空局还研究了“欧洲化”“追梦者”的发射方案，特别是它是否可以从圭亚那航天中心用阿里安5火箭发射。但是为了简化空气动力学问题，必须把“追梦者”装在整流罩内发射。阿里安5号在设计之初是考虑了载人能力的，一度打算用来发射“赫尔墨斯”航天飞机，也出现过发射载人飞船的构想。但这些项目后来都被取消了。