領(lǐng)跑太空2.0時(shí)代

蒿旭

項(xiàng)目篇

自2011年退役全部航天飛機(jī)以來，美國向國際空間站運(yùn)送宇航員一直在搭俄羅斯人的“便車”。根據(jù)2015年數(shù)據(jù)顯示，NASA要花4.9億美元購買“聯(lián)盟”號飛船2017年的6張“船票”，即單張8200萬美元。相比之下，2011年美國首次買俄羅斯“船票”的時(shí)候，單張是4300萬美元，相當(dāng)于翻了一倍！于是，NASA想把這些航天運(yùn)輸?shù)娜粘Ｈ蝿?wù)“外包”給私人公司，好讓 NASA 能把有限的經(jīng)費(fèi)都用在更加雄心勃勃的計(jì)劃上。在NASA發(fā)布一系列商業(yè)航天運(yùn)輸項(xiàng)目后，已經(jīng)有幾家私企成長為可靠的承包商，可以毫不夸張地說，其中某些公司正在悄然改變世界航天運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的競爭版圖。

美國航天工業(yè)的商業(yè)傳統(tǒng)

美國的航天運(yùn)輸（含載人航天）始于冷戰(zhàn)，但美國并沒有走類似蘇聯(lián)傾全國之力的老路，而是通過商業(yè)合作，幾乎把所有工作都“外包”給了商業(yè)公司。1958年10月7日，NASA的首位領(lǐng)導(dǎo)人基思·格萊南批準(zhǔn)了美國載人航天計(jì)劃，任務(wù)名為“水星計(jì)劃”。當(dāng)年12月29日，北美人航空工業(yè)公司被授權(quán)開發(fā)“小喬伊”火箭做測試飛行之用。次年1月，麥克唐納飛機(jī)公司被選為制造“水星飛船”的主承包商。除了火箭和飛船這兩個(gè)主體設(shè)備外，飛船的燒蝕熱防護(hù)盾防護(hù)盾和“水星”飛船的追蹤系統(tǒng)合同分別被交付給了通用電氣公司和西電公司。這些公司通力合作，最終在1962年2月20日將宇航員約翰·戈林送入了太空。

被稱為“奇跡”的“阿波羅”載人登月計(jì)劃，奇跡的主要締造者仍然是商業(yè)公司。登月計(jì)劃中，有四個(gè)主要設(shè)備：指令艙、服務(wù)艙、登月艇和月球車，多家公司憑借各自的技術(shù)優(yōu)勢完成了這些設(shè)備的研發(fā)制造。其中北美航空工業(yè)公司依靠自己在“水星計(jì)劃”中的表現(xiàn)，拿到了指令艙和服務(wù)艙的合同，負(fù)責(zé)將宇航員送到月球軌道而后再接回地球。而從月球軌道到月球這一段路需要的登月艇，則由格魯門航空太空公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和建造?！鞍⒉_計(jì)劃”后期使用的“月球漫游車”是一款4輪車，自1969年5月開始研制，由波音公司承包（通用汽車公司旗下的Delco公司作為次級承包商參與研制），研發(fā)費(fèi)用共計(jì)3800萬美元。

美國首個(gè)可供人類長期在宇宙空間駐留的空間站“天空實(shí)驗(yàn)室”，由于正處于“阿波羅計(jì)劃”向“航天飛機(jī)”計(jì)劃的過渡期，預(yù)算縮緊，所以負(fù)責(zé)空間站建立、控制系統(tǒng)和空間站運(yùn)輸任務(wù)的幾家公司多是阿波羅計(jì)劃的參與者，包括波音、北美航空、道格拉斯飛行器公司以及IBM，而制造成本也是一壓再壓。到1973年5月，在NASA和幾家公司的合作下，用“阿波羅”計(jì)劃剩余工料制造的空間站被命名為“天空實(shí)驗(yàn)室”，“土星”火箭將其發(fā)射到太空。當(dāng)然，接棒“天空實(shí)驗(yàn)室”的“航天飛機(jī)計(jì)劃”的研制方仍然是商業(yè)公司，這個(gè)人類首個(gè)可循環(huán)使用的太空運(yùn)輸工具由羅克韋爾完成。

到今天，國際空間站的美國部分仍然是商業(yè)公司的天下。在國際空間站的前身“自由空間站”計(jì)劃時(shí)，NASA就宣布了與波音公司、通用電氣公司和洛迪恩推進(jìn)動力公司的合同。隨著國際空間站的建造，越來越多諸如SpaceX這樣的商業(yè)公司也隨之加入。NASA的幾乎所有項(xiàng)目都會面向美國各大航天技術(shù)公司公開招標(biāo)：一般NASA會提前提出項(xiàng)目的基本需求，而后各公司會根據(jù)自己的技術(shù)能力制作出相應(yīng)的標(biāo)書，在NASA評估之后，選出最符合要求的企業(yè)，進(jìn)一步敲定合同細(xì)節(jié)。

而一些所需投入較低的招標(biāo)計(jì)劃，甚至?xí)l(fā)全美的設(shè)計(jì)競賽，不但公司甚至個(gè)人都會參加。以2008年12月16日NASA約翰遜航天中心公布的“牽牛星”月球著陸器概念設(shè)計(jì)合同招標(biāo)草案為例，這份合同將確定“牽牛星”月球著陸器的需求，獲勝的設(shè)計(jì)方案將在不同研發(fā)階段獲得160萬美元到2000萬美元之間的合同。這份標(biāo)書，最終成為了全美“技術(shù)宅”和商業(yè)公司的設(shè)計(jì)盛宴，各種著陸模型讓NASA應(yīng)接不暇。

除了政策、資金的支持，NASA、美國空軍對新興商業(yè)航天企業(yè)進(jìn)行了大量技術(shù)扶持與轉(zhuǎn)移。NASA利用自身技術(shù)優(yōu)勢加強(qiáng)對SpaceX公司的技術(shù)指導(dǎo)，通過直接派駐技術(shù)人員和專利轉(zhuǎn)讓等方式幫助其發(fā)展和驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)；NASA開放了“阿波羅”計(jì)劃的部分技術(shù)支持新興商業(yè)企業(yè)參與空間活動，如“獵鷹”系列火箭的“灰背隼”發(fā)動機(jī)采用了“阿波羅”計(jì)劃登月艙下降級發(fā)動機(jī)的噴管；美國空軍將夸賈林群島的里根試驗(yàn)中心發(fā)射場、范登堡空軍基地的SLC-40發(fā)射場提供給SpaceX公司用于發(fā)射“獵鷹”火箭。

太空法案協(xié)議：助力私企更上一層樓

為配合美國國家航天戰(zhàn)略的調(diào)整，美國政府出臺了一系列支持商業(yè)航天發(fā)展的具體規(guī)則和一攬子資助計(jì)劃，主要包括太空法案協(xié)議（SAA）、商業(yè)載人航天與貨物運(yùn)輸計(jì)劃（C3P）、商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)（COTS）、商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)（CRS）、商業(yè)載人航天方案（CCDev）和商業(yè)載人一體化能力計(jì)劃（CCiCap）等。

太空法案協(xié)議（SAA）是NASA在國家航空航天法案中提出的一種關(guān)于航天合同授予方式的法律協(xié)議。該協(xié)議鼓勵(lì)創(chuàng)新，以降低NASA微觀管理上的繁瑣程序，從而大幅節(jié)約成本。該政策的出臺為SpaceX公司等新興航天企業(yè)帶來了福音，通過這項(xiàng)協(xié)議，NASA將數(shù)百萬美元的資金集中到這些公司。由此，SpaceX公司跳出了純商業(yè)環(huán)境的運(yùn)作模式，快速成長壯大。但資金并不是SpaceX公司和其他新興企業(yè)急需政府支持的唯一訴求，與NASA成為合作伙伴，對這些新興企業(yè)吸引其他客戶，以及華爾街和投資銀行等傳統(tǒng)投資方十分重要。NASA還幫助私有企業(yè)解決復(fù)雜的法規(guī)環(huán)境，這在未來對解決乘客安全問題十分重要。

商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)（COTS）計(jì)劃、商業(yè)乘員發(fā)展（CCDev）計(jì)劃均是這種類型的協(xié)議，它們通常并不受到聯(lián)邦采辦規(guī)則的制約。除了這兩個(gè)協(xié)議，NASA還在商業(yè)航天運(yùn)輸能力（CSTC）計(jì)劃達(dá)成了另外五項(xiàng)協(xié)議。

1.行星太空公司的“銀色飛鏢”升力體（由“加拿大之箭”運(yùn)載火箭發(fā)射入軌）。

2.變形太空公司的可重復(fù)使用乘員運(yùn)輸載具（CXV）。

3.Spacehab公司的現(xiàn)有航天飛機(jī)改裝的ARCTUS貨運(yùn)載具。

4.SpaceDev公司的“追夢者”升力體航天飛機(jī)。目前，該公司和相關(guān)項(xiàng)目已被內(nèi)華達(dá)山脈公司收購。

5.星際服務(wù)國際公司的以俄羅斯現(xiàn)有技術(shù)制造的貨運(yùn)飛船。

所有3項(xiàng)太空法案，COTS、CSTC和CCDev都是含有對設(shè)計(jì)概念的開發(fā)、工程和測試，但CSTC協(xié)議與其他兩項(xiàng)協(xié)議類型的重要不同在于NASA不向協(xié)議方提供資金支持。CSTC協(xié)議僅規(guī)定NASA將通過信息和設(shè)備共享，來增加與相關(guān)私企的合作，但這種規(guī)定并不意味著資金投入，雙方（NASA和私企）在項(xiàng)目合作中需要各自承擔(dān)費(fèi)用負(fù)擔(dān)。

商業(yè)載人航天與貨物運(yùn)輸計(jì)劃

繼2004年發(fā)布《空間探索愿景》后，NASA開始采取實(shí)質(zhì)性的行動來支持商業(yè)航天力量的發(fā)展。2005年，NASA制定了商業(yè)載人航天和貨物運(yùn)輸計(jì)劃，并專門成立了商業(yè)載人航天與貨物運(yùn)輸計(jì)劃辦公室（C3PO）。該計(jì)劃的任務(wù)是鼓勵(lì)商業(yè)公司參與競爭，購買由這些公司提供的創(chuàng)新的、費(fèi)用合理的國際空間站商業(yè)貨物和乘員運(yùn)輸服務(wù)。

商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)計(jì)劃

商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)是NASA用于向國際空間站運(yùn)送航天員和貨物的商業(yè)運(yùn)輸項(xiàng)目，旨在推動美國商業(yè)公司發(fā)展可靠的、投資少的近地軌道運(yùn)輸服務(wù)，營造商用航天運(yùn)輸市場環(huán)境，為政府和私人用戶提供商業(yè)航天運(yùn)輸服務(wù)。該計(jì)劃的最大特點(diǎn)是由NASA選定的商業(yè)公司研制航天器和運(yùn)載器，并承擔(dān)主要的研制費(fèi)用，航天器和運(yùn)載器歸商業(yè)公司所有，NASA會隨著需求的逐漸清晰簽訂任務(wù)合同。NASA幫助商業(yè)公司開發(fā)航天運(yùn)輸系統(tǒng)（包括技術(shù)和資金援助），并購買航天運(yùn)輸系統(tǒng)服務(wù)以支持國際空間站運(yùn)行。該計(jì)劃于2006年1月18日宣布，并成功地于2013年9月進(jìn)行了滿載貨物的測試飛行。NASA已經(jīng)提出，“2015年前后給國際空間站提供商業(yè)服務(wù)將是必要的?！?/p>

COTS是與商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)（CRS）相關(guān)，但又相互獨(dú)立的項(xiàng)目。COTS涉及運(yùn)載器的開發(fā)，而CRS則涉及運(yùn)輸服務(wù)。COTS包含多個(gè)太空行動協(xié)議，而NASA則提供階段性資金支持。COTS不包括具有約束力的合約。相反，CRS則涉及具有法律約束力的合同，這意味著供應(yīng)商如果未能履行合同就要承擔(dān)責(zé)任。商業(yè)乘員發(fā)展（CCDev）是一個(gè)專門針對開發(fā)人員的輪換服務(wù)的相關(guān)項(xiàng)目。它類似于COTS-D。這三個(gè)項(xiàng)目都由NASA的商業(yè)乘員和貨物項(xiàng)目辦公室（C3PO）管理運(yùn)作。

NASA于2006年與SpaceX公司和火箭飛機(jī)奇石公司（RpK）簽署協(xié)議，但后來又由于沒有足夠的資助資金，終止了與RpK公司的協(xié)議。NASA隨后于2008年與軌道科學(xué)公司簽署了協(xié)議。NASA于2008年12月分別向軌道科學(xué)公司和SpaceX公司授予對國際空間站的貨運(yùn)合同，這將用到他們公司各自開發(fā)的COTS貨運(yùn)飛船。

NASA關(guān)于COTS的最終報(bào)告認(rèn)為，它是一個(gè)不合格的成功和未來的公私合作模式。相比NASA常用的基于“成本+”模式合同，如價(jià)值120億美元的“獵戶座”飛船合同，8億美元的COTS投資是前所未有的高效，并誕生了“兩款美國中型運(yùn)載火箭和兩款自動貨運(yùn)飛船”。不是采用官方運(yùn)營的運(yùn)載工具將補(bǔ)給送往國際空間站（ISS），NASA將向商業(yè)服務(wù)提供商支付5億美元（低于一次航天飛機(jī)的飛行成本）資助其進(jìn)行軌道運(yùn)輸?shù)难菔?。與NASA任何先前項(xiàng)目不同，項(xiàng)目中的飛船是由商業(yè)公司自己所有，主要由其自投資金，并將服務(wù)于美國政府機(jī)構(gòu)和商業(yè)客戶。NASA將根據(jù)自己需求發(fā)放任務(wù)合同。

它需要更精確的入軌、對接和與其他飛船的靠泊，因此這比已有的商業(yè)航天運(yùn)輸更具挑戰(zhàn)性。航天私企需要在以下幾個(gè)特定的服務(wù)領(lǐng)域競爭：

能力水平A：外部未加壓貨物交付和處置

能力水平B：內(nèi)部加壓貨物的運(yùn)送和處理

能力水平C：內(nèi)部加壓貨物的運(yùn)送，返回和回收

能力水平D：運(yùn)輸人員（沒有資金支持不資助，但構(gòu)成了CCDev計(jì)劃的基礎(chǔ)）

項(xiàng)目起源

1990年代中期，NASA啟動了一個(gè)名為“備用途徑”的項(xiàng)目。而NASA只對該項(xiàng)目的初步研究進(jìn)行了資助，這個(gè)項(xiàng)目使眾多企業(yè)家相信，給國際空間站提供服務(wù)將成為一個(gè)重要的市場機(jī)遇。在載人軌道交通中止多年后，NASA得出觀點(diǎn)：在自由市場中的私企能比政府官僚機(jī)構(gòu)更高效且經(jīng)濟(jì)地發(fā)展和運(yùn)作這樣一個(gè)系統(tǒng)。時(shí)任NASA局長的米迦勒·格里芬表示，沒有經(jīng)濟(jì)可承受的COTS，NASA將沒有足夠的剩余資金去實(shí)現(xiàn)太空探索愿景目標(biāo)。

此外，如果這種服務(wù)模式在2010年底仍不可用，NASA將不得不考慮使用外國飛船的軌道運(yùn)輸服務(wù)，如俄羅斯聯(lián)邦航天局的“聯(lián)盟”號和“進(jìn)步”號飛船，歐空局的自動運(yùn)輸飛行器（ATV）或日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）的HTV飛船。NASA聲稱一旦COTS進(jìn)行實(shí)施，它將不再購買俄羅斯的貨運(yùn)服務(wù)。2012年5月22日，NASA負(fù)責(zé)空間任務(wù)運(yùn)營的副局長比爾·格斯登美爾證實(shí)，NASA已經(jīng)不再從俄羅斯購買任何貨物補(bǔ)給服務(wù)，將只依靠本國的CRS飛船——SpaceX公司的“龍”和軌道科學(xué)公司“天鵝座”；當(dāng)然，個(gè)別特定載荷需要利用歐洲ATV和日本HTV的除外。

NASA預(yù)計(jì)2015年后對國際空間站的COTS是不可或缺的。NASA計(jì)劃每年進(jìn)行約5次發(fā)射，運(yùn)輸10噸貨物。NASA局長認(rèn)為，若COTS第1階段證明是成功的，太空運(yùn)輸服務(wù)采購項(xiàng)目將可能擴(kuò)大到軌道燃料補(bǔ)給站和月球運(yùn)輸。

第1輪

2006年5月，NASA挑選了6個(gè)進(jìn)入半決賽的方案進(jìn)行進(jìn)一步評估。2006年8月18日，NASA探索系統(tǒng)任務(wù)理事會（ESMD）宣布，SpaceX公司和火箭飛機(jī)奇石公司（RpK）贏得了COTS第1階段合同。NASA計(jì)劃于2010年資助在太空行動協(xié)議中的獲獎?wù)摺?006年11月8日，火箭飛機(jī)奇石公司和ATK公司宣布，后者將成為第1階段的主要承包商。NASA于2007年9月終止了與火箭飛機(jī)奇石公司的COTS協(xié)議。NASA對該公司發(fā)出警告，稱它未能在2007年7月31日之前籌集到足夠的自有資金，于是就將COTS項(xiàng)目預(yù)算中剩余的1億7500萬美元授予其他公司。

第2輪

2007年6月18日，NASA分別與四家公司簽署了不用清償資金的太空行動協(xié)議。這些協(xié)議就包括無資金支持，但NASA同意與這些公司共同分享技術(shù)信息，幫助它們開發(fā)運(yùn)載工具。

2007年10月22日，NASA對在第1階段未發(fā)出的1億7500萬美元發(fā)布征詢意見書。進(jìn)入2007年11月最后期限的新競標(biāo)公司包括Spacehab、t/Space、安德魯斯宇航、行星宇航和SpaceDev。2008年2月19日，第2階段最終選定軌道科學(xué)公司的“天鵝座”飛船。NASA聲稱軌道科學(xué)公司要比波音公司的報(bào)價(jià)更低，并可用新的“金牛座”II中型運(yùn)載火箭發(fā)射入軌，其他公司則被淘汰。按照原來5億美元的太空行動協(xié)議，NASA在演示飛行階段前還資助額外2億8800萬美元給兩家公司。

項(xiàng)目結(jié)果

2013年11月，在SpaceX公司和軌道科學(xué)公司完成了設(shè)計(jì)、建造和發(fā)射一對新型火箭搭載的新型飛船之后，COTS項(xiàng)目圓滿結(jié)束。NASA已經(jīng)發(fā)布了COTS項(xiàng)目的歷史自傳，包括使用太空行動協(xié)議對項(xiàng)目發(fā)展的控制，以及對未來計(jì)劃的教訓(xùn)等。

合同獎勵(lì)

·奇石火箭飛機(jī)公司——最初被授予2億700萬美元合同；但其只收到3210萬美元后，NASA在該公司未按期于2007年10月完成階段性進(jìn)展后就終止了合同。

·SpaceX公司——被授予2億7800萬美元合同；2011年，附加的階段性成果使總合同總價(jià)值金額達(dá)到3億9600萬美元。 2012年5月22日，SpaceX公司的第2次COTS演示飛行測試完成了NASA與SpaceX公司達(dá)成的太空行動協(xié)議。3號“獵鷹”9火箭將“龍”C2 +飛船運(yùn)送到國際空間站。在與國際空間站成功對接、靠泊和脫離后，飛船成功重新進(jìn)入大氣層，而后落入太平洋。

·軌道科學(xué)公司——在2008年2月COTS第2階段競標(biāo)中被授予1億7000萬美元合同；2011，附加的階段性成果將總合同金額提升到2億8800萬美元。2013年4月21日，“安塔瑞思”火箭首飛將模擬載荷送到低地球軌道（LEO）。2013年9月18日，“安塔瑞斯”火箭又成功將“天鵝座”飛船送入太空與國際空間站對接。

競爭者

2006年3月，超過20家私企組織提交了COTS投標(biāo)書，其中有20家是公開披露。2007年11月21日，NASA又收到了7家機(jī)構(gòu)的COTS投標(biāo)書。

商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)

商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)（CRS）是由NASA于2008年～2016年授予以商業(yè)飛船向國際空間站運(yùn)送貨物和補(bǔ)給的一系列合同。首份CRS合同于2008簽署，NASA向SpaceX公司授予價(jià)值16億美元，共12次貨運(yùn)任務(wù)，向軌道科學(xué)公司授予價(jià)值19億美元，共8次貨運(yùn)任務(wù)。任務(wù)期限至2016年。NASA于2015年通過與SpaceX公司簽訂3次附加補(bǔ)給合同，與軌道科學(xué)公司簽訂了1次附加補(bǔ)給合同，延長了第1階段合同。第2階段合同（CRS2）的征詢建議書于2014年發(fā)布，第2階段（CRS2）合同于2016年1月被授予軌道ATK、內(nèi)華達(dá)山脈公司和SpaceX公司預(yù)計(jì)將于2019年-2024年實(shí)施。

SpaceX公司于2012年開始在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地的40號航天發(fā)射臺，以“獵鷹”9號火箭發(fā)射的“龍”貨運(yùn)飛船進(jìn)行補(bǔ)給任務(wù)。軌道科學(xué)公司于2013年開始在弗吉尼亞州瓦勒普島的中大西洋區(qū)域航天發(fā)射場0A發(fā)射臺，以“安塔瑞斯”火箭發(fā)射的“天鵝座”貨運(yùn)飛船進(jìn)行補(bǔ)給任務(wù)。

歷史

最早于1984年和1990年頒布的美國公共法律，要求NASA在實(shí)施航天發(fā)射任務(wù)中考慮商業(yè)產(chǎn)品或服務(wù)。在本世紀(jì)初，一些更具體的國會授權(quán)法案開始對服務(wù)于NASA的商業(yè)項(xiàng)目發(fā)展進(jìn)行資助，首先是貨運(yùn)服務(wù)，而后是為國際空間站運(yùn)送航天員。運(yùn)載火箭與貨運(yùn)飛船均是根據(jù)NASA的COTS項(xiàng)目下簽訂的太空行動協(xié)議開發(fā)的。

SpaceX公司于2019年6月4日進(jìn)行了首次搭載模擬版“龍”飛船的“獵鷹”9火箭的發(fā)射。而首次與NASA簽訂的合同內(nèi)發(fā)射，COTS第1次模擬飛行于2010年12月8日進(jìn)行，這次任務(wù)演示了“龍”飛船的多軌道機(jī)動能力，與地面指揮相互收發(fā)信號的能力，以及與NASA的跟蹤和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星系統(tǒng)的窄帶通信系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的能力。2011年8月15日，SpaceX公司稱NASA將COTS第2次和第3次模擬飛行任務(wù)合并，即若兩次模擬飛行任務(wù)均演示成功的話，COTS第3次驗(yàn)證測試就直接開始。

2012年5月22日，COTS第2+次模擬飛行成功完成， 并向國際空間站運(yùn)送了貨物，而后于5月31日在太平洋著陸后被回收。2012年8月23日，NASA宣布SpaceX公司已經(jīng)成功完成簽署的太空行動協(xié)議，隨即NASA認(rèn)證SpaceX公司可以開始CRS合同規(guī)定內(nèi)的航天發(fā)射。SpaceX公司于2012年10月開始首次CRS飛行。2013年9月23日，軌道科學(xué)公司完成了COTS認(rèn)證，首次CRS任務(wù)于2014年1月9日開始。2014年初，NASA開始啟動CRS第2階段（CRS2）的正式流程。

第一階段任務(wù)

商業(yè)再補(bǔ)給服務(wù)合同的第1階段（CRS-1）運(yùn)輸飛行開始于2012年并計(jì)劃一直延續(xù)到2019年第2階段合同開始。

·SpaceX公司

首次CRS任務(wù)，即SpaceX公司的CRS-1，原本定在2012年10月8日00：35 UTC（世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間）從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地40號發(fā)射臺發(fā)射升空。這是12次計(jì)劃中的首次再補(bǔ)給任務(wù)。CRS-1于2012年10月8日03：03：52 GMT（格林威治時(shí)間）并實(shí)現(xiàn)在軌運(yùn)行，與空間站對接并保持到當(dāng)月28日?！褒垺憋w船隨后重返大氣層并成功濺落在太平洋。SpaceX CRS -2，即該公司進(jìn)行的第2次CRS任務(wù)也于2013年3月1日成功發(fā)射。 SpaceX CRS-3，即該公司進(jìn)行的第3次CRS任務(wù)，原定于2014年3月30日發(fā)射，但由于其東部發(fā)射場的一個(gè)雷達(dá)設(shè)施著火而延遲發(fā)射。最終，這次任務(wù)于同年4月18日成功完成。SpaceX CRS-4，即該公司的第4次CRS任務(wù)，原定于2014年9月20日發(fā)射，但由于惡劣的天氣條件而延遲；最終于2014年9月21日1：52EDT（0552 GMT）從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空。

SpaceX CRS-5，即該公司的第5次CRS任務(wù)，原定于2014年12月9日發(fā)射，但因?yàn)椤疤禊Z座”飛船CRS Orb-3發(fā)射任務(wù)失敗導(dǎo)致需要重新調(diào)整貨運(yùn)清單，靜態(tài)點(diǎn)火測試中發(fā)現(xiàn)的技術(shù)問題，美國公眾假期和員工安排調(diào)度，以及12月β角期間，溫度和操作限制會不利于“龍”飛船靠泊空間站。發(fā)射再次被推遲到2015年1月6日。在距發(fā)射窗口時(shí)間1分27秒時(shí)，由于與第二級矢量推力發(fā)動機(jī)的驅(qū)動問題，發(fā)射被取消。發(fā)射最終于2015年1月10日成功完成。

SpaceX CRS-6，即SpaceX公司的第6次CRS任務(wù)，于2015年4月14日20：10：41從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地成功發(fā)射。

SpaceX CRS-7，即SpaceX公司的第7次CRS任務(wù)，原計(jì)劃于2015年6月28日從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射。但任務(wù)以失敗告終，第一階火箭上升中發(fā)生異常，導(dǎo)致整個(gè)火箭損失。

·軌道科學(xué)公司

2012年9月，軌道科學(xué)公司在大西洋中部區(qū)域的航天發(fā)射場發(fā)射臺上展示了它的安塔爾斯火箭，為在同年11月初的火箭在發(fā)射臺上的熱試車測試做準(zhǔn)備。該型火箭成功地在2013年4月21日發(fā)射了首個(gè)試驗(yàn)載荷。

2013年9月29日，軌道科學(xué)公司成功地實(shí)施了首個(gè)COTS演示任務(wù)。由于軟件故障，這個(gè)進(jìn)度延后了一周時(shí)間；這是由NASA授予的開始軌道商業(yè)再補(bǔ)給服務(wù)合同的一個(gè)前期項(xiàng)目。隨后，接著是CRS-1和CRS -2任務(wù)。

2014年10月28日，軌道科學(xué)公司在NASA的沃洛普斯發(fā)射場進(jìn)行的第3次再補(bǔ)給任務(wù)（CRS-3）以失敗收場。這是首次使用“卡斯特”30XL上面級的“安塔瑞斯”火箭發(fā)射，由于在安全區(qū)內(nèi)船只而推遲發(fā)射。第2次發(fā)射嘗試遭遇到剛剛升空就爆炸的災(zāi)難?；鸺齼?nèi)的載荷包括：航天員所需的食物和個(gè)人用品、零件、實(shí)驗(yàn)用品和行星資源公司制造的Arkyd飛行試驗(yàn)衛(wèi)星。軌道科學(xué)公司決定暫?！鞍菜鹚埂?00系列火箭的使用，并加速研發(fā)新的推進(jìn)器。“安塔瑞斯”230火箭將安裝新造的俄制RD-181第一級火箭發(fā)動機(jī)，以提供更大的運(yùn)載能力和高可靠性。

在此期間，軌道科學(xué)公司已經(jīng)與聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟簽約，以后者的“宇宙神”V于2015年底進(jìn)行CRS-4的發(fā)射。更大的升級版“天鵝座”飛船也將在這次以及以后的任務(wù)中露面。公司計(jì)劃2016年還用“宇宙神”V火箭發(fā)射第2艘“天鵝座”飛船?！疤禊Z座”飛船將承擔(dān)2016年第1、2、4季度（CRS-5/6/7）的飛行任務(wù)。3次中兩次將用“安塔瑞斯”230火箭，一次用“宇宙神”V火箭。選擇推力更強(qiáng)勁的“宇宙神”V和“安塔瑞斯”230，搭配空間更大的升級版“天鵝座”飛船，將使軌道ATK公司實(shí)現(xiàn)CRS合同中規(guī)定的載荷。

2015年8月間，軌道ATK公司透露，他們得到了3次延長再補(bǔ)給項(xiàng)目的補(bǔ)充任務(wù)。這些補(bǔ)充任務(wù)將促使NASA繼續(xù)對國際空間站進(jìn)行補(bǔ)給服務(wù)，直到商業(yè)再補(bǔ)給服務(wù)第2階段合同進(jìn)入實(shí)施中。Orb-8E飛行任務(wù)已初步被定在2017年6月12日，Orb-9E和Orb-10E飛行任務(wù)目前還沒有公開時(shí)間表，但預(yù)計(jì)在2017年和2018年之間進(jìn)行。

第2階段任務(wù)

第2階段商業(yè)再補(bǔ)給服務(wù)（CRS-2）合同的定義和征集期開始于2014年，其結(jié)果于2016年1月14日宣布。CRS-2發(fā)射任務(wù)預(yù)計(jì)于2019年開始，并延續(xù)到至少2024年。

已知有5家公司向NASA提交了競標(biāo)方案，它們是：SpaceX公司、軌道ATK公司、波音公司、內(nèi)華達(dá)山脈公司和洛馬公司。原先預(yù)計(jì)于2015年4月公布的競標(biāo)結(jié)果拖延到9月，而最終結(jié)果到2016月1月14日才公布。

CRS 1的承包商軌道科學(xué)公司和SpaceX公司均提交了CRS 2方案。另外，波音公司、洛馬公司和內(nèi)華達(dá)山脈公司也都提交了CRS 2方案。其中，內(nèi)華達(dá)山脈公司將使用貨運(yùn)版“追夢者”航天飛機(jī)，即：“追夢者貨運(yùn)系統(tǒng)”。這個(gè)運(yùn)載器包括用于抬升和垃圾處理的附加可拋棄式貨運(yùn)模塊；而波音公司的方案將使用它的CST-100載人太空船的貨運(yùn)版。洛馬公司的方案是一種稱為“木星”的貨運(yùn)系統(tǒng)，實(shí)際上是與“火星大氣和揮發(fā)演化任務(wù)”（MAVEN）以及“朱諾”太空船類似。“木星”飛船還有一個(gè)重要用途是能夠在近地軌道部署衛(wèi)星，同時(shí)承擔(dān)貨運(yùn)補(bǔ)給任務(wù)，顯然外界對“木星”飛船充滿了期待，畢竟傳統(tǒng)的補(bǔ)給飛船并沒有部署衛(wèi)星的功能。新方案采用基于歐空局的自主貨運(yùn)飛船（ATV）的技術(shù)，包含一個(gè)直徑4.4米的貨運(yùn)艙Exoliner。

合同授予

2016年1月14日，NASA宣布3家公司被授予平均最少6次的發(fā)射任務(wù)，它們是SpaceX公司、軌道ATK公司和內(nèi)華達(dá)山脈公司。所有合同的最大潛在金額據(jù)透露達(dá)到140億美元，但最小需求據(jù)信相當(dāng)小。至于更詳細(xì)的財(cái)務(wù)信息則處于保密狀態(tài)。發(fā)射任務(wù)集中于2019年底至2024年。內(nèi)華達(dá)山脈公司的方案包含它的“追夢者”航天飛機(jī)，這種航天器能水平著陸并能提供快速的卸載時(shí)間窗口，這對于科學(xué)實(shí)驗(yàn)非常重要。

商業(yè)乘員開發(fā)計(jì)劃（CCDev）

商業(yè)乘員發(fā)展（CCDev）是一項(xiàng)多階段航天技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，它由美國政府資助，由NASA商業(yè)乘員和貨物計(jì)劃辦公室主管。該計(jì)劃旨在刺激在低地球軌道運(yùn)行的私人載人航天器的發(fā)展。NASA負(fù)責(zé)人類探索的副局長威廉·格斯坦邁耶在2012年說，最有可能選擇留下一個(gè)競爭者向國際空間站運(yùn)送宇航員。這種飛船預(yù)計(jì)將于2017年開始執(zhí)行任務(wù)。在該計(jì)劃的第1階段，NASA于2010年向5家美國公司提供了5000萬美元，旨在促進(jìn)私人載人航天領(lǐng)域的研發(fā)。

2010年10月，NASA發(fā)布CCDev第2階段的項(xiàng)目征求建議書，有效期14個(gè)月。2011年4月，NASA宣布將獎勵(lì)4家公司的CCDev 2方案，總金額近2億7000萬美元。2012年8月至2014年期間，NASA發(fā)布了的第3階段太空行動協(xié)議，稱為CCiCap。CCiCap之后是聯(lián)邦采購條例（FAR）第15部分配套的CCtCap合同。CCtCap FAR合同構(gòu)成了第4階段和最后階段授予給SpaceX公司和波音公司的合同。

項(xiàng)目需求：對商業(yè)乘員運(yùn)載工具的關(guān)鍵需求包括：

·將4名宇航員和他們的器材送到國際空間站并返回地球。

·在緊急情況下提供有保障的乘員逃生措施。

·在緊急情況下作為24小時(shí)時(shí)間內(nèi)的安全避難所。

·可在國際空間站停泊210天。航天飛機(jī)只能停泊最多12天。

項(xiàng)目概述

2009年12月，NASA對CCDev作出了如下項(xiàng)目描述：

商業(yè)乘員和貨物項(xiàng)目的目標(biāo)是實(shí)施美國太空探索政策，用政府投資帶動、刺激商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)；促進(jìn)美國私人工業(yè)乘員和貨物航天運(yùn)輸能力達(dá)到技術(shù)可靠、成本可承受的低地球軌道的項(xiàng)目演示，成本效益的低地球軌道，并建立一個(gè)政府部門和私營部門都有實(shí)用性的商業(yè)航天運(yùn)輸服務(wù)市場環(huán)境。

商業(yè)乘員和貨物項(xiàng)目使用經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇法案資金刺激私營部門，以發(fā)展和展示載人航天能力。NASA下屬的C3PO計(jì)劃使用《2009年美國經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇與再投資法案（ARRA）》的授權(quán)資金支持私營部門發(fā)展具有實(shí)用性的商業(yè)載人航天服務(wù)的系統(tǒng)概念和能力。這些努力是在創(chuàng)建新型市場的同時(shí)，促進(jìn)本行業(yè)的創(chuàng)業(yè)活動，增加工程、分析、設(shè)計(jì)和研究領(lǐng)域的就業(yè)機(jī)會并促進(jìn)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的能力。

ARRA向太空探索的相關(guān)計(jì)劃提供了4億美元資金。這些金額中，5000萬美元是用于開發(fā)商業(yè)乘員航天運(yùn)輸概念和能力的。這項(xiàng)計(jì)劃被稱為CCDev。該項(xiàng)目的目的是向可靠的商業(yè)公司提供發(fā)展系統(tǒng)概念、關(guān)鍵技術(shù)和最終會被用于商業(yè)乘員航天運(yùn)輸系統(tǒng)所需的資金支持。這項(xiàng)計(jì)劃必須注明，在協(xié)議時(shí)間的范圍內(nèi)，技術(shù)領(lǐng)先且取得進(jìn)展較大，較小的技術(shù)和乘員風(fēng)險(xiǎn)，以便加速發(fā)展其商業(yè)乘員航天運(yùn)輸概念。

CCDev的合同資金與傳統(tǒng)航天工業(yè)承包商資金發(fā)展航天飛機(jī)、“阿波羅”飛船、“雙子座”飛船和“水星計(jì)劃”等項(xiàng)目的完全不同。合同明確是資助用于NASA專用領(lǐng)域的特定子系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)；所有其他系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)是由商業(yè)承包商資助。合同費(fèi)用模式是固定價(jià)格+項(xiàng)目進(jìn)展獎勵(lì)。其中，NASA的貢獻(xiàn)是不可或缺的。

第1階段CCDev

在CCDev 第1階段，NASA已經(jīng)與幾家掌握著載人航天技術(shù)和系統(tǒng)的公司達(dá)成了有資金資助的太空行動協(xié)議。最初，第1階段資金金額是1億5000萬美元，其中大部分被由參議員理查德·謝爾比轉(zhuǎn)到“星座”項(xiàng)目中。這五家公司計(jì)劃于2010年底獲得的53個(gè)里程碑式的交付業(yè)績。

方案選定

NASA向以下5家公司撥付發(fā)展資金：

·藍(lán)色起源公司——向創(chuàng)造性的“推動者”發(fā)射逃生系統(tǒng)和復(fù)合材料壓力艙撥付370萬美元。2011年2月，即完成第2次地面測試之時(shí)，藍(lán)色起源公司已經(jīng)完成了合同中設(shè)想的發(fā)射逃生系統(tǒng)所需的工作。他們也已經(jīng)“完成了合同獎勵(lì)所需達(dá)到的其他方面，以及復(fù)合材料壓力艙中降低風(fēng)險(xiǎn)所需的工作”。

·波音公司——向2010年10月演示的CST-100飛船開發(fā)工作撥付1800萬美元。NASA官方網(wǎng)站顯示CST-100的所有目標(biāo)都已達(dá)到。

·完美太空發(fā)展公司——向即插即用環(huán)境控制和生命支持系統(tǒng)（ECLSS）的空氣再生系統(tǒng)（ARS）的工程開發(fā)部門撥付140萬美元。2010年12月中旬，商業(yè)乘員運(yùn)輸空氣再生系統(tǒng)完成測試，適用于多種不同商業(yè)載人航天器的生命支持系統(tǒng)，完美太空發(fā)展公司已經(jīng)完成了合同中規(guī)定的所有工作。

·內(nèi)華達(dá)山脈公司—— 向發(fā)展可重復(fù)使用、向低地球軌道運(yùn)送貨物或最多8名航天員的“追夢者”航天飛機(jī)撥付2000萬美元。該公司已于2010年12月完成了合同中第4階段和最后階段——工程樣品的結(jié)構(gòu)測試工作。

·聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟——向?yàn)镋ELV運(yùn)載火箭進(jìn)行人類評級認(rèn)證的急救檢測系統(tǒng)（EDS）撥付670萬美元。該公司于12月進(jìn)行了EDS的演示測試。NASA官方網(wǎng)站顯示所有里程碑指標(biāo)已經(jīng)完成。

第2階段CCDev

NASA于2010年10月向工業(yè)界征集第2階段商業(yè)船員發(fā)展方案。2011年4月18日，NASA向4家公司授予近2億7000萬美元的合同，開發(fā)在航天飛機(jī)時(shí)代結(jié)束后能取而代之的太空運(yùn)輸工具。同年8月，NASA公布了4家公司在CCDev 2項(xiàng)目中取得的載人飛船技術(shù)進(jìn)步。2011年第2季度到2012年第2季度，項(xiàng)目獲得了9-11項(xiàng)特定技術(shù)突破。在項(xiàng)目在，每家公司必須按時(shí)按進(jìn)度完成工作，才能獲得資金。

選定方案

獲得第2階段CCDev 2項(xiàng)目資助的公司如下：

·藍(lán)色起源公司，2200萬美元。藍(lán)色起源公司的方案采用了基于雙錐體鼻錐軌道飛行器的先進(jìn)技術(shù)，包括發(fā)射逃生系統(tǒng)和可重新啟動液氫/液氧發(fā)動機(jī)。藍(lán)色起源公司完成了所有CCDev 2項(xiàng)目的技術(shù)突破。2014年11月，NASA宣布該公司有取得另外3項(xiàng)未經(jīng)資助的技術(shù)突破，這就包括推進(jìn)劑存儲罐、BE-3發(fā)動機(jī)和推桿式逃生系統(tǒng)。

·內(nèi)華達(dá)山脈公司，8000萬美元。內(nèi)華達(dá)山脈公司的方案采用了“追夢者”航天飛機(jī)的升級技術(shù)。與軌道科學(xué)公司的方案類似，“追夢者”也采用一種升力體設(shè)計(jì)。該公司還將讓維珍銀河公司幫其進(jìn)行市場推廣，還將使用后者的“白色騎士二號”運(yùn)載飛機(jī)作為“追夢者”大氣層測試中的投放平臺。

·SpaceX公司，7500萬美元。SpaceX公司的方案為“龍”飛船加裝了“一體化發(fā)射中止系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，這一設(shè)備比傳統(tǒng)載人飛船使用的牽引塔方式更具理論優(yōu)勢。這一設(shè)備將成為SpaceX公司用于“龍”飛船用于軌機(jī)動和脫軌加力的“德拉科”機(jī)動系統(tǒng)一部分。SpaceX公司于2012年8月完成了CCDev 2的所有技術(shù)突破。

·波音公司，9230萬美元。波音公司的方案進(jìn)一步發(fā)展了CST-100飛船，超過NASA在CCDev 1項(xiàng)目中授予1800萬美元需求的目標(biāo)。該飛船將有人員和貨物兩種配置，并明確設(shè)計(jì)可由多個(gè)不同的火箭發(fā)射，并可重復(fù)使用10次。

NASA非資助性選定方案

·聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟提出了延長“宇宙神”V型運(yùn)載火箭適人性評估的開發(fā)工作。雖然沒有受到NASA資助，NASA卻于2011年7月與該公司達(dá)成了非資助性太空行動協(xié)議，來共享“宇宙神”V的適人性評估信息。而“宇宙神”V火箭將是藍(lán)色起源公司、波音公司和內(nèi)華達(dá)山脈公司飛船方案的共同發(fā)射工具。聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟于2012年9月結(jié)束對CCDev 2項(xiàng)目所有技術(shù)的開發(fā)工作。

·ATK公司和（歐洲）阿斯特里姆公司提出基于“戰(zhàn)神”I和“阿麗亞娜”5型火箭的“自由”號火箭。2011年9月13日，有報(bào)道稱，NASA打算與ATK達(dá)成協(xié)議，進(jìn)一步發(fā)展“自由”號火箭作為將人類送入太空的重型運(yùn)載火箭。雖然NASA最終沒有提供這項(xiàng)協(xié)議的資金，但預(yù)計(jì)NASA將會與開發(fā)公司共享技術(shù)。ATK公司于2012年8月完成了CCDev項(xiàng)目的所有技術(shù)工作。

·王劍鉆石公司正在開發(fā)一款升級和現(xiàn)代化版的蘇聯(lián)時(shí)期太空船設(shè)計(jì)，并將用于太空軌道旅游。2011年10月26日，NASA宣布王劍鉆石公司已經(jīng)與該公司達(dá)成了太空行動協(xié)議，建立一個(gè)進(jìn)一步開發(fā)該公司概念的低地球軌道航天員運(yùn)輸?shù)暮献骺蚣?。王劍鉆石公司的CCDev項(xiàng)目概念是使用公司設(shè)計(jì)的3人載人飛船和中間級火箭，并將兩者集成一體，用商用運(yùn)載火箭發(fā)射。王劍鉆石公司于2012年6月完成了CCDev項(xiàng)目的所有技術(shù)工作。

未選方案

在CCDev 2項(xiàng)目評估中，未被選定的方案如下：

·軌道科學(xué)公司的方案是一款稱為“普羅米修斯”的升力體航天飛機(jī)，外形只有傳統(tǒng)航天飛機(jī)的四分之一。這款垂直起飛、水平著陸的飛船將從經(jīng)過適人性認(rèn)證的“大力神”V火箭發(fā)射升空，返回時(shí)則降落到機(jī)場跑道。最初設(shè)計(jì)型號將搭載4人，但可增加到6人，或人貨混裝。除了軌道科學(xué)公司之外，本團(tuán)隊(duì)還包括諾斯羅普-格魯曼公司，后者被指定制造這款飛船，聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟被指定提供運(yùn)載火箭。維珍銀河公司也確認(rèn)將與軌道科學(xué)公司一道，參與到CCDev項(xiàng)目中。由于在CCDev 2項(xiàng)目中落選，軌道科學(xué)公司于2011年4月宣布他們將終止發(fā)展商業(yè)載人飛船上的工作。

·完美太空發(fā)展公司于2011年提出了商業(yè)載人運(yùn)輸-空氣再生系統(tǒng)（CCTARS）的開發(fā)，為其商業(yè)載人運(yùn)輸項(xiàng)目的客戶提供環(huán)境控制和生命支持系統(tǒng)的完整解決方案。

·變形太空公司提出了一款可用“大力神”V、“獵鷹”9和“金牛座”等一系列火箭發(fā)射入軌的可重復(fù)使用的8人載人/貨運(yùn)飛船。

·聯(lián)合太空聯(lián)盟提出了一個(gè)稱為商業(yè)航天運(yùn)輸服務(wù)的計(jì)劃，使用已退役的兩部航天飛機(jī)——“奮進(jìn)”號和“亞特蘭蒂斯”號，從2013年到2017年，每年發(fā)射兩次。

商業(yè)乘員綜合能力

商業(yè)乘員綜合能力（CCiCap）計(jì)劃是商業(yè)乘員發(fā)展項(xiàng)目的第3階段，最初被稱為CCDev 3.這個(gè)階段中，NASA需要完成了端對端設(shè)計(jì)的方案，這包括飛船、運(yùn)載火箭、發(fā)射服務(wù)、地面和任務(wù)操作和復(fù)原。2011年9月，NASA發(fā)布了本項(xiàng)目的項(xiàng)目征詢書草案。

美國政府原本打算讓CCiCap項(xiàng)目使用一種與新的承包模式，之前的太空行動協(xié)議采取固定價(jià)格、以前期取得的技術(shù)突破為基礎(chǔ)的合同。2011年10月，NASA原計(jì)劃放棄使用太空行動協(xié)議，而使用更傳統(tǒng)的聯(lián)邦采辦規(guī)則（FAR）來授予競爭合同。但幾個(gè)月的新式合同模式策劃期后，NASA于2011年12月中旬宣布，還將使用太空行動協(xié)議，這是因?yàn)?012年該項(xiàng)目的國會撥款遭到削減。NASA計(jì)劃在商業(yè)運(yùn)輸服務(wù)認(rèn)證階段再使用FAR合同模式。2012年2月7日，最終項(xiàng)目征詢書發(fā)布，截至日期2012年3月23日。

受資助的首份太空行動協(xié)議于2012年8月3日被授出，并于2013年8月15日被修訂。CCiCap合同原計(jì)劃于2014年8月完成。NASA希望促進(jìn)發(fā)展美國這項(xiàng)能力，能夠向低地球軌道（LEO）提供安全、可靠、低成本的載人運(yùn)輸服務(wù)。

選定方案

2012年8月3日，NASA公布了第3階段CCDev項(xiàng)目的獲勝方：

·內(nèi)華達(dá)山脈公司，2億1250萬美元。該公司提出進(jìn)一步發(fā)展“追夢者”/“大力神”V組合。

·SpaceX公司，4億4000萬美元。該公司提出進(jìn)一步發(fā)展“龍”/“獵鷹”9組合。

·波音公司，4億6000萬美元。該公司提出進(jìn)一步發(fā)展CST-100/“大力神”V組合。

通過可接受性審查的方案

ATK公司的“自由”號

安全性

NASA商業(yè)乘員項(xiàng)目的安全與任務(wù)保證部門認(rèn)為，確保航天員安全地進(jìn)入飛船并順利返回地球是NASA完成空間探索任務(wù)目標(biāo)的一個(gè)非常明確而現(xiàn)實(shí)的重要因子。為了強(qiáng)化其重要性，NASA與波音公司、SpaceX公司積極采取了各種預(yù)防措施以提高系統(tǒng)的安全性。

（1）為飛船配置發(fā)射逃逸系統(tǒng)，以確保航天員在發(fā)射和上升段出現(xiàn)意外情況時(shí)能夠生存。因此，從分系統(tǒng)到系統(tǒng)集成再到任務(wù)操作，每個(gè)設(shè)計(jì)階段都計(jì)入了比以往任何時(shí)候都更加嚴(yán)格的安全因素考量。

（2）波音和SpaceX公司建造了飛船模擬器和實(shí)體模型，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)參與其中并對安全性、實(shí)用性和生產(chǎn)等方面進(jìn)行改進(jìn)完善。如同以前的載人飛行項(xiàng)目一樣，為在發(fā)射日順利執(zhí)行飛行任務(wù)，航天員在開展飛行任務(wù)前要進(jìn)行大量訓(xùn)練。在實(shí)施首次商業(yè)載人飛行任務(wù)前，航天員將會針對每一個(gè)可能出現(xiàn)的任務(wù)場景進(jìn)行演練。此外，航天員還完全介入到整個(gè)測試與評估過程，與波音和SpaceX公司的設(shè)計(jì)人員和工程師共同研究常規(guī)性和意外性任務(wù)場景。

在航天員看來，安全性已滲入到 NASA、波音和SpaceX公司目前開展的所有設(shè)計(jì)、研制、發(fā)射、飛行等各項(xiàng)工作中。NASA的航天員維克多·葛洛弗說到，“在任務(wù)控制中心，所有人都會討論乘員的安全性、火箭與飛船的安全性以及任務(wù)的安全性。所以，在NASA的各個(gè)層面，安全性已成為目前所有工作不可分割的重要部分”。

（3）同時(shí)，NASA、波音和SpaceX公司還開展太空運(yùn)輸系統(tǒng)之外的安全性考量，并實(shí)施大量的實(shí)踐操作以確保研發(fā)調(diào)整后的無意識性后果的發(fā)生。例如，NASA、美國空軍、空軍后備部隊(duì)和國民警衛(wèi)隊(duì)近期在佛羅里達(dá)州海岸實(shí)施了一次商業(yè)乘員項(xiàng)目的首批航天員員救援演練。負(fù)責(zé)美國國防部為NASA實(shí)施救援保障工作的空軍第45翼航天操作大隊(duì)第3分隊(duì)的詹森·哈夫中校說到，“從安全性角度來講，演練操作可使警衛(wèi)隊(duì)救援團(tuán)隊(duì)能夠更好地完善和提高其現(xiàn)有在飛船著陸意外情況下救援航天員的技術(shù)”。

這次演練完成了4次從C-17運(yùn)輸機(jī)上進(jìn)行的空降場景救援。數(shù)天后，包括空軍降落傘員和模擬航天員在內(nèi)的同一救援團(tuán)隊(duì)，在NASA的休斯頓中性浮力實(shí)驗(yàn)室和蘭利研究中心內(nèi)對演練項(xiàng)目的其他內(nèi)容進(jìn)行實(shí)踐操作。每次救援演練都針對回收操作所構(gòu)建的不同場景和團(tuán)隊(duì)展開。例如，在佛羅里達(dá)州海岸，配置了數(shù)架飛機(jī)以及飛行員之間的通訊網(wǎng)鏈路，按飛船意外著陸和逃逸場景將控制人員和航天員散布在數(shù)英里的范圍。對于這樣的場景演練，將由現(xiàn)役空軍人員扮演航天員，并使用與飛船尺寸相同的救生艇，由救援人員從水域上實(shí)施救援。

（4）其他場所的工作也在緊張有序地開展。在SpaceX公司總部，航天員在載人“龍”飛船模型內(nèi)進(jìn)行演練。NASA蘭利研究中心，波音將“星際客車”飛船的測試部件投擲到巨大的水池中以對其應(yīng)急著陸系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，隨后的完善性測試工作是由波音技術(shù)人員與NASA技術(shù)人員和空軍降落傘員共同攀爬到飛船上并將其穩(wěn)定住，以便對航天員實(shí)施安全的救援。空軍第45翼航天操作大隊(duì)第3分隊(duì)的克里斯·斯勞森少校說到，在NASA蘭利研究中心獲得的認(rèn)知與經(jīng)驗(yàn)有助于未來波音“星際客車”飛船救援保障設(shè)備的研制。

對于NASA，即使是采用簡易、替代型飛船設(shè)施設(shè)備實(shí)施救援演練也非常耗時(shí)，因?yàn)檫@項(xiàng)工作要解決潛在的矛盾性問題，這對安全性問題的整個(gè)焦點(diǎn)性工作及其附屬性細(xì)化工作都非常關(guān)鍵。NASA商業(yè)乘員項(xiàng)目地面與任務(wù)操作部門的蒂姆·奧布萊恩稱，此類演練對于NASA和國防部的策略、技術(shù)和程序的研發(fā)以及飛行乘員與地面保障團(tuán)隊(duì)之間的通信協(xié)議實(shí)踐與改進(jìn)都是極其重要的。當(dāng)空軍后備隊(duì)傘降救援人員從C-17飛船跳落并進(jìn)行其動手能力實(shí)踐時(shí)，在這些救援團(tuán)隊(duì)、模擬飛行航天員、救援飛機(jī)、控制中心之間要開展實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)，以便實(shí)施一個(gè)安全救援場景。每次開展此類演練，都會從汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)并改進(jìn)和提高相應(yīng)的操作程序。

2015年7月10日，NASA宣布選拔出4名航天員參與未來的商業(yè)載人航天任務(wù)。這4名航天員將與波音公司和SpaceX公司的小組合作訓(xùn)練，以熟悉CST-100飛船和“龍”載人飛船的設(shè)計(jì)與操作。

NASA與波音公司和SpaceX公司的商業(yè)乘員運(yùn)輸能力合同均要求至少一次不少于一個(gè)航天員的載人飛行試驗(yàn)，以驗(yàn)證全面集成的火箭和飛船系統(tǒng)能夠發(fā)射、入軌、與空間站進(jìn)行對接、運(yùn)行正常并最終安全返回。為滿足這一要求，兩個(gè)公司必須對航天員進(jìn)行必要的訓(xùn)練，使他們熟悉商業(yè)飛船的操作。NASA也將參與該訓(xùn)練并評估其計(jì)劃。

系統(tǒng)測試成功并獲得NASA認(rèn)證后，兩個(gè)公司將輪流執(zhí)行2到6次國際空間站乘員運(yùn)送任務(wù)，每次任務(wù)將搭載4名NASA航天員及至少100千克的加壓貨物。白宮辦公室科學(xué)與技術(shù)政策主任約翰·霍爾德倫稱，此次選拔將幫助NASA繼續(xù)推進(jìn)奧巴馬總統(tǒng)太空計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)，包括在美國本土的載人航天發(fā)射、創(chuàng)造高收入的就業(yè)機(jī)會，以及實(shí)現(xiàn)在21世紀(jì)30年代將航天員送往火星的目標(biāo)。

選拔出的這4名航天員分別是羅伯特·本肯、埃里克·布?xì)W、道格拉斯·赫爾利及蘇尼塔·威廉姆斯。羅伯特·本肯是美國空軍上校，在加州理工學(xué)院取得機(jī)械工程博士學(xué)位。他于2000年入選NASA航天員，曾執(zhí)行兩次航天飛機(jī)任務(wù)，共在太空飛行29天，共執(zhí)行過超過37小時(shí)的出艙任務(wù)。本肯還曾任NASA航天員辦公室主任。埃里克·布?xì)W也是美國空軍上校，在喬治亞理工學(xué)院取得電機(jī)工程碩士學(xué)位。他與本肯同期入選航天員，曾執(zhí)行過兩次航天飛機(jī)任務(wù)，太空飛行時(shí)間超過28天。布?xì)W曾任航天員辦公室副主任。道格拉斯·赫爾利是一名退役的美國海軍上校，于杜蘭大學(xué)取得土木工程學(xué)士學(xué)位。他于2000年入選航天員，曾執(zhí)行過兩次航天飛機(jī)任務(wù)，太空飛行時(shí)間超過28天。

2016年是NASA“商業(yè)乘員項(xiàng)目”及其工業(yè)界合作伙伴波音公司和SpaceX公司推動美國恢復(fù)載人航天的關(guān)鍵一年。兩家公司計(jì)劃在2016年實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

波音公司CST-100/聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟“宇宙神”-5火箭

·降落傘試驗(yàn)：公司將使用全尺寸的飛船模型、降落傘和安全氣囊進(jìn)行測試，在任務(wù)末尾驗(yàn)證“星際飛機(jī)”的地面安全著陸機(jī)制。

·CST-100結(jié)構(gòu)測試件與認(rèn)證試驗(yàn)飛行器：結(jié)構(gòu)測試件與認(rèn)證試驗(yàn)飛行器即將在波音公司位于NASA肯尼迪航天中心的裝配設(shè)施建造完成，并將開始一系列詳細(xì)測試。與CST-100同規(guī)格的測試件正在進(jìn)行建造。每個(gè)測試件都將通過嚴(yán)格測試，如在佛羅里達(dá)和加利福尼亞接受結(jié)構(gòu)載荷測試、加熱冷卻循環(huán)、強(qiáng)烈振動與電磁干擾測試，以驗(yàn)證飛船在與軌道環(huán)境相同的條件下可安全運(yùn)行。2016年，波音公司還將開始為兩次飛行試驗(yàn)集成硬件，并執(zhí)行兩次運(yùn)行任務(wù)，NASA已經(jīng)從波音公司訂購了這兩次任務(wù)。

·建造“宇宙神”-5運(yùn)載火箭：聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟將開始在阿拉巴馬州迪凱特的工廠生產(chǎn)“宇宙神”-5火箭的主助推級。在2017年的飛行試驗(yàn)中，該火箭將把“星際飛機(jī)”飛船發(fā)送至國際空間站。

·改裝41號航天發(fā)射綜合設(shè)施：波音公司計(jì)劃在2016年完成200英尺高的“乘員進(jìn)入塔”，包括添加乘員進(jìn)入臂和無塵室。乘員進(jìn)入塔在首次無人飛行試驗(yàn)中將由保障人員使用，在載人飛行任務(wù)中將支持航天員登上CST-100。

·部分任務(wù)訓(xùn)練器：波音公司需要各種各樣的模擬器，為航天員和任務(wù)操控人員提供熟悉任務(wù)剖面的機(jī)會以及針對各種情況的實(shí)踐機(jī)會。CST-100的首批模擬器將在2016年交付給NASA約翰遜航天中心，以供航天員訓(xùn)練使用。

·航天服資格認(rèn)證：在使用之前，波音公司的航天服將通過大量的評審與測試。工程師把航天服看作小型航天器，用以在嚴(yán)酷的太空環(huán)境中使航天員保持存活，并希望確保航天服能夠勝任太空任務(wù)。

·完成C3PF廠房的垂直總裝測試工位與任務(wù)控制中心建造：建造工作人員正在對肯尼迪航天中心的“商業(yè)乘員與貨運(yùn)處理廠房”（C3PF）的垂直總裝測試工位區(qū)進(jìn)行最后的施工。波音公司租賃C3PF廠房作為CST-100的廠房。該飛船將在C3PF廠房中為最終發(fā)射進(jìn)行組裝和處理，該設(shè)施先前用于存放NASA的航天飛機(jī)和主發(fā)動機(jī)。波音公司還將完成其在肯尼迪航天中心的任務(wù)控制中心，該中心在C3PF廠房的街對面。該中心將為操控人員和工程師提供場所，以監(jiān)管CST-100任務(wù)的倒數(shù)計(jì)時(shí)和發(fā)射過程，并與約翰遜航天中心的團(tuán)隊(duì)通信。

·高保真任務(wù)模擬器：波音公司正在建造全尺寸、高保真的CST-100模擬器，用以使航天員練習(xí)任務(wù)的所有方面。與聚焦于特定任務(wù)元素的部分任務(wù)訓(xùn)練器不同，該任務(wù)模擬器能夠?qū)⑺袌鼍凹稍谝粋€(gè)平臺上。它類似于NASA訓(xùn)練航天飛機(jī)任務(wù)航天員所使用的模擬器。

·水上降落試驗(yàn)：盡管CST-100計(jì)劃在地面著陸，但波音公司正準(zhǔn)備進(jìn)行不太可能發(fā)生的緊急水上著陸情況。公司將把全尺寸的CST-100模型投放到NASA蘭利研究中心的大型水箱中，以測試其水上著陸性能。除了觀測是否漂浮，設(shè)計(jì)人員還希望觀測CST-100在撞擊水面時(shí)如何表現(xiàn)，如何使自身恢復(fù)平穩(wěn)，以及如何處理回收操作。

SpaceX公司“龍”飛船/“獵鷹”-9火箭

·降落傘試驗(yàn)：降落傘是使航天員安全返回的重要設(shè)備。2016年，SpaceX公司將對“龍”飛船的降落傘進(jìn)行全面測試。“龍”飛船測試件將由一架運(yùn)輸機(jī)攜帶，從數(shù)千英尺的高空投放，以觀測4個(gè)主降落傘如何展開。著陸后，工程師將評審數(shù)據(jù)和部件，以確保系統(tǒng)如期運(yùn)行。

·飛船試驗(yàn)訓(xùn)練模型：SpaceX公司正在使用一個(gè)已建造好的“龍”飛船原型，評估航天員的進(jìn)艙、出艙與艙室布置。兩個(gè)高保真的模型將被用于執(zhí)行結(jié)構(gòu)與環(huán)境系統(tǒng)測試，包括在艙門開啟和其他配置狀態(tài)下進(jìn)行評估，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

·組裝“龍”飛船：在SpaceX總部與工廠中，三艘“龍”載人飛船正處于建造的不同階段。其中有兩艘將執(zhí)行國際空間站飛行試驗(yàn)，一次為無人任務(wù)，一次會搭載航天員。第一艘飛船將從佛羅里達(dá)州的太空口岸執(zhí)行飛行中的發(fā)射終止試驗(yàn)，隨后進(jìn)行翻新；第三艘飛船將由SpaceX公司執(zhí)行國際空間站載人航天任務(wù)。

·評估與建造“獵鷹”-9火箭：SpaceX公司將使用升級版的“獵鷹”-9火箭，將載人“龍”飛船送往太空。升級版“獵鷹”-9火箭在2015年12月進(jìn)行了首飛，成功部署了11顆商業(yè)衛(wèi)星并實(shí)現(xiàn)第一級的地面著陸?！矮C鷹”-9為兩級火箭，已經(jīng)將大量飛船發(fā)送到軌道，包括為國際空間站提供補(bǔ)給的“龍”貨運(yùn)飛船。

·完成39A發(fā)射臺的改裝：SpaceX公司即將完成肯尼迪航天中心39A發(fā)射臺的大量改裝工作，從而使其能在2016年發(fā)射“獵鷹”-9和“獵鷹”重型火箭。該發(fā)射臺為“阿波羅”/“土星”-5月球任務(wù)而建造，并為航天飛機(jī)發(fā)射任務(wù)進(jìn)行了重建，目前已在發(fā)射臺基底建有300英尺長的處理廠房，并對導(dǎo)流槽進(jìn)行了改進(jìn)，還添加了鐵軌以將火箭移至發(fā)射位置。工作人員將安裝新型乘員進(jìn)入臂和無塵室，從而在飛船隨時(shí)準(zhǔn)備由火箭發(fā)射時(shí)，使航天員登上飛船。

·航天服資格認(rèn)證：在給航天員穿戴之前，SpaceX公司的航天服將通過大量測試與評估。盡管航天員將在飛船中執(zhí)行任務(wù)，但他們將依靠航天服來提供空氣并執(zhí)行其他功能。

·環(huán)境控制與生命支持系統(tǒng)：該一體化系統(tǒng)計(jì)劃在2016年完成測試。該系統(tǒng)在整個(gè)任務(wù)中為乘員提供可以呼吸的、溫度可控的空氣，并保持飛船的所有系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。

·使用推進(jìn)模塊驗(yàn)證地面著陸系統(tǒng)：2015年底，SpaceX公司已開始在德克薩斯州的麥格雷戈測試載人“龍”飛船帶推進(jìn)裝置的地面著陸系統(tǒng)。高保真的推進(jìn)模塊將用于對推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行測試，以支持地面著陸。盡管公司初時(shí)將使“龍”載人飛船在降落傘的輔助下進(jìn)行水上著陸，但公司計(jì)劃獲得地面著陸認(rèn)證。