來源：航空知識
作者：王亞男主編
上世紀80年代，美國的太空梭曾被譽為人類載人航天技術史上的重大創新與突破，承載著無數光輝的期望。然而，經過30年的服役，太空梭最終黯然謝幕，成為人類載人航天史上一個深刻的教訓。
“奮進”號太空梭
太空梭所面臨的問題，固然與其系統設計和方案選擇有關，但若追溯其概念的起源，我們會發現最初的太空梭並非如此龐大複雜。它原本是一種小型、可重複使用的飛行器，能夠以可控再入的方式滑行著陸，具備一定的合理性。這一概念的起點可以追溯到上世紀50年代後期的美國X-20動力翱翔計劃。時至今日，仍有人認為X-20動力翱翔計劃是美國載人航天曆史上最具價值卻錯失的方案之一。
那麼，X-20究竟是什麼呢？
實際上，X-20的構想最初借鑑了納粹德國的航天技術。在20世紀40年代，納粹德國曾提出“銀鳥計劃”，由桑格爾等科學家主導。該計劃旨在利用彈跳式彈道技術，使大型載人空天轟炸機從德國本土起飛，透過再入大氣層並再次起飛的彈跳式飛行方式，直接跨越北大西洋，攻擊美國的大城市。完成任務後，飛機將在太平洋上某個日本控制的島嶼著陸，隨後返回德國。這一計劃後來被美國獲悉，不僅獲得了相關技術資料，還吸納了一批德國科學家。
依託納粹德國的“銀鳥計劃”，美國於1958年正式啟動了X-20動力翱翔計劃。儘管該計劃並非純粹的轟炸機專案，但其設計過程中嚴肅考慮了軍事需求，體現了當時對航天技術軍事化應用的重視。
在X-20計劃的競標中，共有9家企業參與角逐，最終波音和貝爾兩家公司脫穎而出。經過多輪競爭，波音成為最終的贏家。儘管方案在研發過程中經歷了多次改進，但最終的設計已經趨於成熟。波音提出的X-20是一款下單翼、三角翼、無尾佈局的飛行器。從今天的視角來看，它儼然是一架縮小版的太空梭，但其體積和重量都遠小於後來的太空梭，起飛重量僅為5噸。該飛行器被設計為安裝在運載火箭的頂端，以裸露的方式直接發射入軌。在完成軌道任務後，X-20會透過可控再入的方式，像太空梭一樣返回地面機場。
為支援X-20專案的研發，美國開展了大量的基礎研究工作，涵蓋可控再入技術、熱防護技術、通訊技術以及控制技術等領域。這些研究不僅推動了X-20專案的進展，也為後續的航天技術發展奠定了重要基礎，使相關技術在當時達到了較高的水準。
藝術家對X-20在愛德華茲空軍基地著陸的印象圖
上世紀60年代，美國為X-20動力翱翔計劃選定了6名航天員組成任務團隊，計劃進行載人測試。儘管這6名航天員中沒有任何人真正駕駛過X-20，但他們中的一些人後來成為了航天史上的傳奇人物，其中包括第一位踏上月球的宇航員尼爾·阿姆斯特朗。X-20計劃在轟轟烈烈地推進了5年後，卻面臨了一系列重大挑戰。
其中，1957年蘇聯成功發射了世界上第一顆人造衛星，這一事件使得美蘇之間的載人航天競爭迅速升溫，成為兩國科技與戰略較量的焦點。在這一背景下，美國不得不重新審視其載人航天的發展方向，尤其是如何以最有效的方式將人類送入軌道並安全返回地球。
斯普特尼克1號
蘇聯在載人航天領域選擇了傳統的飛船加運載火箭的技術路線，而美國雖然積極推動X-20這樣的可控再入飛行器專案，但由於技術難度極高，進展並不順利。為了在載人航天領域與蘇聯站在同一起跑線上，美國最終也選擇了類似的方案，即採用傳統飛船加運載火箭的模式。
儘管美國對X-20的規劃充滿雄心，尤其是在軍事用途上，提出了許多宏偉的設想——例如在軌捕捉敵方衛星、在軌維修衛星、攜帶偵察裝置從軌道和亞軌道高度進行偵察，甚至攜帶核武器從軌道和亞軌道高度直接投放，使其成為一款軌道轟炸機。然而，這些設想雖然美好，但實現起來卻面臨巨大的技術挑戰。要知道，在上世紀50年代末期，即便是科技實力雄厚的美國，要打造一款可重複使用的太空梭也絕非易事。
此外，隨著彈道導彈技術成為美蘇兩國競爭的焦點，可重複使用航天器的實際價值也受到了質疑。與此同時，美國空軍的可控再入驗證專案與NASA的載人航天計劃之間也產生了矛盾。當時，美國載人航天的主要負責機構是NASA，空軍雖然參與其中，但並非主導者。美國政府內部不斷有人質疑，載人航天究竟應該由NASA主導，還是由空軍負責？空軍對此解釋說，他們的專案主要關注可控再入等尖端技術，與NASA追求穩妥的載人航天目標有所不同。
藝術家想象中的X-20再入大氣層過程
然而，經過評估，到60年代初期，X-20專案已經耗費了6.6億美元。如此鉅額的資金投入，僅僅是為了突破可控再入技術，其終極目標是否值得？即便技術能夠突破，美國軍方所設想的軍事藍圖能否實現，仍然存在很大的不確定性。經過多次評估，美國國防部長麥克納馬拉最終決定終止X-20專案。
美國最終依然選擇了火箭加飛船的傳統技術路線，但X-20專案雖然終止，其許多基礎研究成果並未被浪費，而是被廣泛應用於美國後續的高速飛行器研發中，特別是太空梭的技術領域。到了上世紀70年代，太空梭進入全面研製階段時，本可以依託X-20的藍本使其“復活”，但遺憾的是，美國軍方和NASA提出的方案是一個膨脹型的方案。他們要求太空梭必須能夠一次性將10噸以上的載荷送入地球軌道，並具備執行多人多天軌道任務的能力。這一需求使得太空梭的設計不得不大幅增重，最終演變成一個體量巨大的複合體式飛行器。這種設計客觀上增加了太空梭的技術難度，尤其是在發射和再入階段的風險控制方面，最終導致太空梭成為一個失敗的案例。然而，其起點——X-20這樣的縮比版動力翱翔方案，仍然具有重要的參考價值。
如今，太空梭的概念正在悄然復興，但未來的設計不會再是巨無霸級別的體量，而很可能是5噸、8噸甚至稍重一些的載人可控可重複使用飛行器。中國的“昊龍”專案正是這一潮流中的重要工程之一。
“昊龍”貨運太空梭
“昊龍”的出現及其未來在中國載人航天專案中的應用，將為中國空間站任務提供更加高效的勤務保障手段。我們期待“昊龍”的成功，也期待以“昊龍”為代表的縮比版可重複使用太空梭，能夠為人類載人航天軌道作業開闢新的篇章。