中国造空间站都不在话下，为什么不造航天飞机？

斯伯丁

序言

1999年11月20日，凌晨6时。中国载人航天工程的第一艘试验飞船—神舟一号，自酒泉卫星发射中心升空，并于11月21日凌晨成功返回。

2003年10月15日，"神舟五号"载人飞船将航天员杨利伟送入天空。

这次成功发射标志着中国成为前苏联和美国之后，第三个有能力独自将人送上太空的国家，中国也因此进入了载人航天时代。

这么多年过去，中国的载人航天也取得了诸多重大的突破。比如嫦娥五号登月，天问一号火星探测器的发射，以及未来的天宫空间站的建立。

但是时至今日，仍然会有人有这样的疑问，中国为什么不建造航天飞机呢？

这是个好问题，这一期小鲸就来给大家科普下其中的原因。

航天飞机发展

我先带大家先回顾下航天飞机的发展。

在当年美苏争霸时期，美国试图建立廉价的天地往返运载系统，于是就诞生了航天飞机。

它可以像运载火箭一样垂直起飞，又能像普通飞机那样返回大气层后直接在机场上着陆，并且还是一种可操作且可重复使用的轨道航天器。

咱们先来看看它的样子

它主要包括三大部分：

分别是载有人员和有效载荷的轨道器，用于存放液氢和液氧的外储箱和一对可回收的固体火箭助推器。

固体火箭助推器在航天器抵达轨道前分离，外储箱在即将注入轨道时分离，注入过程由轨道器的两个轨道机动发动机完成。

任务完成后，轨道器启动轨道机动发动机脱离轨道并返回大气层。再入期间，轨道器受隔热瓦保护，经过滑行可以像飞机一样在跑道着陆。
航天飞机难点

虽然世界上很多国家试图建造过这种飞行器，不过只有美国和前苏联实际成功发射过。

美国先后成功发射过五架航天飞机，分别是：哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰提斯号和奋进号。苏联的型号是暴风雪号，还进行了一次无人试飞，也成功了。

但是由于航天飞机的结构复杂，每一架航天飞机都有超过250万个零件，370公里长的线缆，27000块防热瓦，是人类有史以来造过的最复杂机器，没有之一了。

拿现在芯片制造的EUV光刻机做个比较吧，它有超过10万个零件、3千条电线、4万个螺栓、2公里长的软管等零散组件。但是跟航天飞机比较，简直弱爆了。

并且航天飞机几百万个零件都是踩着极限设计的，一个零部件不合格或发生故障，就可能造成事故。

就比如：

1986年1月28日，“挑战者号”就因右侧固体助推器故障在发射73秒后瓦解，机上七名航天员全部丧生。

2003年2月1日，“哥伦比亚号”在返回大气层时解体，七名机组人员全部遇难，事故主要原因是机翼前缘的碳纤维强化碳质复合材料在起飞时受损。

至于后来美国航天飞机为什么退役了，其实有很多原因。但是归根结底的原因确实因为太烧钱，只能最后就放弃了！

给一个数据，最初美国对航天飞机预算是430亿美元，每次发射的成本控制在5400万美元。但最终美国一共花销了1960亿美元，达到了计划的4倍。
中国航天飞机

这里给大家说个小插曲，中国在上个世纪80年代中期，曾经也考虑过设计制造自己的航天飞机，比如“长城一号”。

它采用无垂尾布局，比起美国和前苏联的有垂尾方案在起飞阶段更容易控制，不会造成较大自旋和风阻，同时在返回时利用多次点火发动机还可以进行调姿。并且还可以垂直起飞，水平降落，可部分重复使用。

这个方案基本是以我国现有大型火箭为基础，并不是一个草率的方案，但是最后却放弃了。

我总结啊，有下面几个原因。

首先就是航天飞机本身过于接近当时技术极限，以当时中国的航天技术水平，不可能造得出来。

比如航天飞机的核心组件是可重复使用大推力氢氧发动机，而且还是分级燃烧循环的，中国目前全力研制的YF77发动机技术水平和指标，跟美国差距至少在50年以上。

再比如再入大气层滑翔技术、重复利用技术，防热隔热技术，先进复杂的航电控制技术，还有运输设备及着陆结构等等。

这一个个的技术难点，我们还达不到。

航天飞机代表的是美国80年代的火箭发动机制造水平，中国达到同样的水平肯定要在2030年之后。就比如2030年中国预计发射的长征9号，它的科技水平才刚刚超过60年代美国土星5号。

其次就是发展载人飞船更加符合需求。

飞船既可搭乘航天员，又可向空间站运输物资，还可作空间站轨道救生艇用，灵活机动方面甚至胜过航天飞机。

并且在安全可靠性上，飞船结构相对简单，无需复杂的空气动力控制面。

防热隔热方面只考虑返回，而无需考虑入轨段，比如在入轨阶段，飞船被包裹在火箭的整流罩内，免受大气摩擦。

而航天飞机在发射时，它的核心轨道器是和助推器、外挂燃料箱一起裸露在外面的，所以航天飞机需采取特殊复杂的隔热措施，比如隔热瓦和泡沫，否则极易给安全带来隐患。

结论

综合各种原因，我们不难发现运行成本更低、发射更为可靠的载人飞船更符合中国的国情，而成本高昂、安全系数低的航天飞机并没有什么用。

如果直接启动研制航天飞机的进程，步子难免迈得太大，并不符合实际。

饭要一口一口的吃，路要一步一步的走，科学毕竟是没有捷径可走的，稳扎稳打才是最稳妥的方式。