经历了风风雨雨之后，远在太平洋彼岸的佛罗里达39A发射场传来好信：SpaceX龙飞船首次载人发射取得圆满成功，一级火箭也成功回收，飞船已进入休息与变轨时间，预计将在数个小时的飞行后抵达国际空间站并完成交汇对接。
美国航天飞行的一个分水岭
自2011年7月8日航天飞机完成谢幕之旅之后，美国宇航员前往国际空间站只得搭乘俄罗斯的联盟号飞船，“船票”昂贵，单个席位报价一路从最初的2100万美元飙升至8100万美元，腰缠万贯的NASA忍痛接受。
航天飞机最初是在20世纪70年代设计的，尽管经过多年的调整和改进，但基本设计仍然保持不变，直到项目关闭。
龙飞船载人飞船的成功发射无疑给NASA打开了一扇通往新世界的大门，结束了长达九年的受制于俄的窘境。
亚特兰蒂斯号航天飞机于1989年降落在爱德华兹空军基地
SpaceX的龙飞船自2012年以来一直处在开发中，历经多次试射，一波三折之后，今日终于在特朗普及全世界的注意之下完成首次载人试飞。
参加测试的两名宇航员鲍勃·贝肯和道格·赫尔利都是航天飞机飞行员，赫尔利甚至在2011年驾驶了航天飞机的最后一次飞行，所以他们对这两种飞行器都很熟悉。
那么，在过去几十年里，航天器发生了什么变化？科技究竟走了多远，从那时到现在，宇宙飞船之间有什么不同？
发射和着陆
航天飞机和龙飞船的发射方式基本相同:安装在一个大型火箭助推器上，该助推器启动发动机，推动飞行器直接向上飞行并穿过大气层，然后在不再需要时坠落大气层，将飞行器留在轨道上。
就航天飞机而言，除了装有推进剂的助推器外，还有一个大的外部燃料箱。在龙飞船中，它被连接到猎鹰9号火箭上，这是用于其他各种太空探索发射的同一类型火箭。
两者之间最大的区别是它们着陆的方式。航天飞机看起来有点像飞机，因为它本质上是一架无动力的滑翔机，它会在大气层中下降，然后依靠机翼产生的空气动力逐渐滑回地球。
将航天飞机降落到跑道上是一项非常精确、极具挑战性的工作。
相比之下，龙飞船的降落则简单直接的多，它同大多数返回舱相似，没有用于滑翔的机翼。当它准备从轨道返回时，会抛弃所有不重要的部分，进入大气层，先利用阻力降低它的速度。然后，打开降落伞，进一步减缓下降速度，直到它落到海洋或陆地上。
燃料:固体、液体
航天飞机由固体推进剂火箭助推器提供动力，该助推器提供了将航天飞机送入大气层和克服地球引力所需的大部分推力。一旦推进剂燃烧殆尽，助推器将从飞船上被丢弃，并落回到海洋中，在那里它们可以被收集和再利用。
火箭发射回收过程
这类似于龙飞船的一级火箭，为飞船提供所需推力，然后在飞船进入轨道后脱离并被回收。
航天飞机助推器使用固体燃料，成分是铝加高氯酸铵、氧化铁和一些其他材料。龙飞船使用“猎鹰9号”发射，这是一种使用液氧和煤油的液体燃料火箭(RP-1)。
控制液体燃料的燃烧速度比控制固体燃料容易，因此可以更精确地调节流量，从而调节推力。
液体火箭发动机燃烧过程示意图
推力的可调性意味着龙飞船将提供比航天飞机更平稳的飞行体验，正如将乘坐龙飞船的美国宇航局宇航员道格·赫尔利(Doug Hurley)解释的那样：“航天飞机的固体火箭助推器天生燃烧非常剧烈，所以在发射升空的最初两分钟振动得非常厉害，可以抖松填充物。每一次都是相当艰难的旅程。相比之下，猎鹰9号使用液体燃料火箭，所以预计它将会是一次更加平稳的飞行。”
安全大计——重中之重
尽管取得了许多成就，在航天史上留下浓墨重彩的一笔，但航天飞机项目也因其致命的事故和事故高发生率而被人们铭记。
在其30年的使用期内，一共发生了两起严重的灾难：1986年的挑战者号灾难和2003年的哥伦比亚号灾难。在这两起事件中，机上人员全部遇难，导致总共14人丧生。
这些灾难要么发生在发射阶段，要么发生在着陆阶段。对于所有飞行器来说，起飞和降落都是最危险的阶段，因为在起飞和降落阶段，不可控因素太多，且留给人们的反应时间不多。
逃逸装置结构
这两起事故致命的一个原因是，他们不仅使用了旧技术，而且船员的紧急逃生选择也很有限。在整个发射阶段都有所谓的“黑带”，在这种黑带里，即使机组人员知道出了问题，他们也不可能中止或退出飞船。
2020年4月3日星期五，美国宇航局和SpaceX公司在佛罗里达州肯尼迪航天中心的发射综合大楼39A完成了一次端到端的演示，展示了在紧急情况下，团队从固定服务结构中安全疏散机组人员的能力。
因此，像龙飞船这样的现代宇宙飞船，设计的一个重点就是在出现问题时允许船员弹射出舱。他们拥有所谓的“端到端中止能力”，这意味着宇航员可以在发射到轨道的任何一点从火箭中弹射出去，尽最大可能增加宇航员生还的希望。
SpaceX和美国国家航空和宇宙航行局花了大量时间在龙飞船上测试弹射系统，即所谓的逃逸中止测试，所以尽管航天器的首次载人试飞总是有风险的，但安全系统应该比航天飞机的安全系统好得多。
控制系统——自动化大展神威
过去十年，航空航天一个主要发展领域就是自动化，航天器现在几乎能够完全自主地执行复杂的功能，例如与国际空间站对接。
如果你看到过龙飞船的驾驶室，你一定会被其时尚前沿的设计所吸引，事实上，这也是航天发射商业化与以往由国家机构掌控时的不同之处。与以往的国家机构注重功能结构不同，由于商业发射要在商业版图上竞争，要功能多样性与人性化兼顾。
上下座
此次发射的龙飞船可以实现自动驾驶，但在必要时两名宇航员仍可接管控制，以防出现任何问题，但是如果一切按计划进行，那么飞船的大部分驾驶将自动完成。
发现号航天飞机的驾驶舱
航天飞机有成千上万个开关、按钮和屏幕，用于输入和显示有关飞行器的各种信息。尽管这种控制水平很重要，但量变引起质变这一道理也得以体现。
宇航员道格·赫尔利说:“航天飞机大约有2000个开关和断路器，太多了。你真的必须小心启动开关，因为很容易按下你想要的开关旁边的开关，如果你在驾驶阶段，情况可能会变得更糟。”
龙飞船使用基于触摸屏的系统，因此在传统飞船驾驶舱内可见的成百上千的按钮、开关将不复存在。用户界面设计的进步有助于开发一个系统，该系统具有所需的所有选项，也更易于交互。
触摸屏显示更直观，加上更高的自动化水平，使得机组人员能够专注于他们的任务，而不是操作飞行器的细节。
创新驱动行业未来
这两个项目之间的最后一个区别与飞行器本身关系不大，更多的是与项目的管理有关:航天飞机是由美国航天局开发和管理，而龙飞船是在美国航天局的监督和合作下由SpaceX开发和管理。
太空探索是一项烧钱的事业，美国国家航空航天局的项目，如下一代航天发射系统，因为超出预算而饱受批评。像SpaceX这样在可重复使用的火箭等领域已经拥有丰富经验的私营公司，能够以比NASA自行开发成本低得多的成本提供发射服务。
低地球轨道商业化，让太空探索变得更加经济实惠，让创新引领太空探索事业快步向前迈进。
NASA局长与马斯克攀谈
然而，并不是每个人都相信商业化会给航天一个美好的明天。一些专家指出，考虑到包括SpaceX和波音公司对商业机组项目的贡献以及延迟，借助私营公司节省的资金可能不会太多。这些私营公司中的大多数都获得了政府的大量补贴，因此纳税人和政府最终无论如何都要买单。
其他人担心，私营公司在制造设备时，不会像航天机构那样过分讲究多层冗余，一旦出现问题，回收的选择会减少。
无论是哪种情况，私人太空探索都是必不可少的，像SpaceX建造的龙飞船这样的项目只会在未来通过美国宇航局的商业项目和其他类似项目变得更加普遍。
让我们一起期待在不远的将来，太空探索能够满足更多人的期待！
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