陳藍：貨運航天飛機驚豔亮相，意義遠比神十九上天更為重大

【文/觀察者網專欄作者  陳藍】

北京時間2024年10月30日4時27分，搭載神舟十九號載人飛船的長征二號F遙十九運載火箭在酒泉衞星發射中心點火發射，約10分鐘後，飛船與火箭成功分離，進入預定軌道，發射取得圓滿成功。6.5個小時後，飛船和空間站成功完成快速對接，航天員進入空間站，乘組狀態良好。

不過，大家似乎都已經習慣把載人航天飛行看作一件司空見慣的平常事，這次發射也不例外。它早已失去了曾經的關注度。

對很多航天愛好者來説，這次真正令人興奮的，不是飛船發射，不是空間站快速對接，不是中國第三位女航天員暨首位女航天飛行工程師，甚至也不是她的航天核動力推進科研背景，而是載人航天工程兩個公開徵集方案結果的出爐。

圖1 神舟十九號新聞發佈會 圖源：CMS

兩天前的新聞發佈會上，中國載人航天工程新聞發言人林西強宣佈：空間站低成本貨物運輸系統總體方案經二輪擇優，最終中國科學院微小衞星創新研究院的輕舟貨運飛船方案和中國航空工業集團公司成都飛機設計研究所“昊龍”貨運航天飛機方案勝出，獲得工程飛行驗證階段合同。

另一個項目，載人月球車方案也經過兩輪擇優，最終航天科技集團有限公司上海航天技術研究院和空間技術研究院團隊分獲前兩名，都獲得了月球車初樣研製合同，並行開展研製。後續將在初樣研製結束時開展比測，最終決定中國首次載人登月任務的月球車研製團隊。

以筆者之見，這個事情的意義遠比神舟十九號更為重大。在載人航天這種“大國重器”份量的國家戰略領域，通過公開方案召集（公開競標），引入商業航天資源，讓國企民企平等競爭，最終擇優選擇的整機級項目，是開天闢地第一回。

是不是有點似曾相識？相信長期跟蹤商業航天的朋友馬上會想到COTS。對，就是近二十年前NASA的那個商業軌道運輸服務計劃。正是這個COTS救活了馬斯克的SpaceX，催生了獵鷹九號可回收火箭和龍飛船。它極為成功，不僅激活了美國商業航天，也反過來“救活”了美國載人航天計劃，終結了航天飛機退役後依賴俄羅斯飛船的窘境。

學習NASA的成功經驗，顯示了我們的開放和格局。稍稍遺憾的是這次入圍的民企都沒勝出，但來自航空系統的成飛中標也是一個突破，讓人想起多年前成飛參與載人航天方案投標未竟的往事。讓人欣慰的是，兩個中標貨運系統都綁定了民商火箭。其實中國民商航天企業創新意識並不缺，多樣化更勝美國，只是技術積累和經驗還有不足。只要有一個公平的競爭環境，多一點這樣的競標，趕上和超越SpaceX並不是夢想。

在這兩個項目中，筆者認為低成本貨運飛船項目的影響更為深遠，因為它不僅能有效降低航天運輸成本，推動航天商業化進程，也能為未來空間運輸系統開闢新的道路。

我們先看下中科院創新研究院的“輕舟”貨運飛船。

輕舟一號採用一體化單艙構型，具有27立方米的寬敞空間，提供可選的大容量冰箱，以及輔助智能貨物運輸管理系統，還可以搭載各種試驗載荷，支持有人或無人蔘與的空間科學載荷和多種在軌試驗。上海格思信息技術有限公司為輕舟飛船的生產製造商，中科宇航的力箭二號為任務的主選火箭。整個項目完全按照商業航天模式實施。

圖2 輕舟低成本貨運飛船 圖源：CAS

和一次性飛船相比，成飛的可複用“昊龍”貨運航天飛機則更為驚豔。

昊龍將是我國第二款火箭動力垂直起飛、水平滑翔跑道着陸的小型無人航天飛機，俗稱“太空小飛機”。第一款是已成功完成三次往返飛行的“可重複使用試驗航天器”，這裏就恕不展開了。至於原因嘛，你懂的。

中航工業已經公佈了兩張“昊龍”的外形圖。和歷史上出現過的各種軌道級小型航天飛機方案包括X-20（美）、螺旋（蘇）、HL-20（美）、赫爾姆斯（歐）、HOPE-X（日）、X-38（美）、快帆（俄）、X-37B（美）、追夢者（美）等相比，昊龍外側上翹的大翼展後掠主翼和單垂尾佈局乍看很像“螺旋”家族（含HL-20、X-38和追夢者），但仔細看會發現它並非升力體和平直上反翼的組合，它的機翼更接近快帆有翼版。它的寬大機身和平坦機背則顯得十分獨特。

圖3 歷史上各種小型航天飛機 NASA/ESA/JAXA/USAF等

顯而易見，這是一種創新的氣動佈局，吸取了螺旋家族和快帆等前輩們的優點，既有優秀的高超音速和跨音速氣動特性，也提供了更大的內部空間。藉助以JF-22為代表的多個世界級高超音速風洞，我們在氣動設計方面已經走到了世界前列。

昊龍圖片還展示了一個有意思的細節。它的展開式太陽電池板看上去就像美國大型航天飛機的貨艙門。但實際上它緊貼機身，打開后里面並無貨艙。左舷“艙門”內側和該側機身上貼滿光伏電池。右舷“艙門”內側和機身部位則沒有任何電池，猜測是輻射散熱器。

圖4、圖5 昊龍貨運航天飛機 圖源：AVIC

作為小型貨運天地運輸工具，不設貨艙不奇怪。艙門式電池陣和散熱板，則是昊龍獨特的創新。筆者大膽猜想，昊龍可能會採用無整流罩發射。艙門式展開結構是為了在發射和再入期間保護電池陣和散熱板。從官方效果圖看，昊龍的翼展很大，粗略估計可能超過追夢者（7米），也沒有摺疊的跡象。這大大超過了力箭二號的整流罩直徑，因而從另一個角度印證了無罩發射的猜測。

昊龍貨運航天飛機的模型即將在珠海航展亮相。屆時將有更多的信息披露。也許，我們的猜測會正式得到證實。

昊龍將成為中國最大航天飛機，也可能會成為世界上首款頂置無罩發射的航天飛機。想象一下，一隻展翅的大鳥騎着噴火的巨龍，在轟鳴聲中冉冉上升，飛上藍天，那是何等的奇幻、壯觀和震撼！

兩款低成本貨運運輸工具都滿足了方案召集時提出的性能指標。據稱來自中科院的信息顯示，輕舟飛船上行運輸能力2.75噸，下行（銷燬）能力2.9噸，均超要求的1.8噸和2噸指標。昊龍運力未透露，但官媒採用“較大的貨物上下行能力”説法，説明它的運載能力也不低。下表是全球範圍內所有貨運飛船的比較。

數據來源：Wikipedia

可以看出，我們的兩款航天器最接近天鵝座飛船和追夢者航天飛機，規模和運力可能稍低，但性價比優勢明顯。它們都達到了每噸貨物綜合成本（含發射和飛船）不大於1.2億人民幣的經濟性指標。相比之下，天鵝座飛船用最便宜、可重複使用的獵鷹九號，發射費用6000萬美元，追夢者所用火神火箭發射費用高達一億多美元。它們每噸貨物僅發射成本就接近或超過1.2億人民幣。這還沒有算上飛船費用。

圖6 天鵝座貨運飛船 NASA

圖7 追夢者貨運航天飛機 圖源：Sierra Space

昊龍航天飛機也將使用商業火箭發射，很多人猜測會是某箭。它和力箭二號按計劃都會實現回收和複用，所以成本還會進一步降低。這意味着，不久的將來，我們的商業貨運飛船和可複用航天飛機不僅將在技術上和美帝平起平坐，更會在成本上碾壓他們。

這就是商業航天的力量和魅力。中美航天激烈競爭，但不妨礙我們學習NASA載人航天商業化的成功經驗。我們應該認識到，空間站不僅是一個科研和工程設施，也是孵化培育商業航天的平台。展望未來，圍繞空間站可以發展出一條很長的產業鏈，從貨運飛船到商業艙段，從商業實驗載荷到共軌航天器，從太空旅遊到航天文創，不一而足。唯一的限制，就是想象力。

即便是看似已經很成熟的空間站貨運，也有進一步創新的空間和壓低成本的可能。説到這裏，筆者腦海裏浮現出了故紙堆裏的一箇舊方案：超低軌道飛船 + 太空拖船運輸系統。具體地説，就是當時俄羅斯為國際空間站往返運輸設計的Parom拖船。

這是一個絕頂聰明的想法：只需將一艘低成本無動力貨運飛船發射到一根極低軌道，和等在那裏的一艘太空拖船對接，然後拖船升軌，把貨船拖到空間站。由於貨船不需要變軌發動機和燃料，也不需要發射到很高的空間站軌道，因此成本極低，其實稱之為貨櫃也不為過。而拖船可以補給推進劑，也可以在高低軌道間重複往返，執行多次任務後成本也會被攤薄。

圖8 Parom拖船(圖左) 圖源：brickmack

Parom拖船曾經是俄羅斯快帆計劃後期方案的組成部分。但這個昔日航天大國整體國力不斷衰落，這些絕妙的想法最終都沒能成為現實。今天，我們已經進入商業航天時代。在商業力量的驅動下，航天創新將不斷加速。從前人未竟的探索中尋找靈感和啓示是一個捷徑。也説不定，Parom拖船最後能被中國人來實現。

此次低成本貨物運輸系統和載人月球車的競標是載人航天領域重大項目的首次商業操作，無疑是中國商業航天曆程中一個新的里程碑。期望這種競標今後成為一種慣例和常態。也希望在未來的競標獲勝者名單中看到更多的民商航天公司。貨運飛船是載人飛船的基礎。在經歷馬斯克龍飛船和星艦多年的信息轟炸後，我們也許能對民營載人航天器有一點小小的期待。

十月的天空中，不斷呈現着中國名字。先是紫金山彗星大放異彩，後有神舟和天宮交相輝映。有道是，昊龍直上九萬里，輕舟已過萬重山！

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