乘员探索载具

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乘员探索载具（Crew Exploration Vehicle, CEV）是美国国家航空航天局“太空探索视觉”计划的组成部分之一。为了设计出一款能够将人类送往该计划所设想之目的地，航天局在2000年代初举办了一场竞标，最终胜出的设计方案便是后来的猎户座飞船。

尽管这一概念最早是在20世纪90年代的“太空探索倡议”期间构想的，但其正式规划始于2004年；请求最终启动飞船设计竞标的提案征询书于2005年3月1日签署，随后确定设计，关于其后续的设计与制造阶段可参阅《猎户座飞船》条目。

“猎户座”曾是NASA为让人类重返月球，进而前往火星及太阳系内的其他目的地的星座计划中的一部分。在星座计划被奥巴马政府取消之后，该飞船曾一度被设想用于国际空间站上的紧急撤离任务，随后又随着后续重启的一系列太阳系探索计划草案而被保留下来，其命名也从“乘员探索载具”更改为“多用途乘员载具”（Multi-Purpose Crew Vehicle, MPCV）。

## 竞标

该飞船的概念是时任美国总统乔治·沃克·布什于2004年1月14日在美国宇航局总部发表讲话时正式宣布的。NASA于2004年12月9日发布了关于乘员探索载具的《工作说明书》（Draft Statement of Work）草案；仅仅一个多月后的2005年1月21日，NASA又发布了《提案征询书》（Request For Proposal, RFP）的草案，其最终版于2005年3月1日发布，要求潜在竞标者在2005年5月2日前做出回应。

NASA原计划在2008年9月1日之前，针对两个不同团队提出的CEV设计方案开展一项名为“航天器技术飞行应用”（Flight Application of Spacecraft Technologies, FAST）的亚轨道或地球轨道飞行竞标测试。但为了能让CEV尽早投入使用，时任NASA局长迈克尔·D·格里芬（Michael D. Griffin）曾表示，NASA将于2006年为CEV项目选定一家承包商。在他看来，此举既有助于消除航天飞机于2010年退役与CEV于2014年首次载人飞行计划之间原定的四年空窗期（通过让CEV提早投入使用来实现），又能节省超过10亿美元的资金用于CEV的研发工作。

2005年6月13日，NASA宣布选中的两个竞标团队，其一是洛克希德·马丁公司，其二是由诺斯罗普·格鲁曼公司和波音公司组成的联合团队；负责CEV的后续研制工作。每个团队均获得了一份价值2800万美元的合同并负责制定CEV及其运载火箭的完整设计方案直至2006年8月，届时NASA将从中选定一家来负责制造CEV。此外，各团队还需制定方案，规划其各自的CEV方案将如何参与月球远征任务部件的组装，须为地球轨道集合、月球轨道集合或是直接起飞方案。这两个团队的组成情况如下：

- 诺斯罗普·格鲁曼公司作为螺旋一号（Spiral One）、阿莱尼亚宇航公司、战神公司（ARES Corporation）、德雷珀实验室（Draper Laboratory）以及联合发射联盟（ULA）的分包商与波音公司展开合作
- 洛克希德·马丁公司与EADS太空运输公司（EADS SPACE Transportation）、联合太空联盟（United Space Alliance）、Aerojet公司、霍尼韦尔、轨道科学公司、汉胜公司及Wyle实验室展开合作（于2006年8月31日被最终授予合同）。

每个由主承包商牵头的团队都包含若干个负责为执行月球探险任务的宇航员提供设备、生命保障系统、火箭发动机及机载导航系统的分包商。根据“FAST”计划进行的各个轨道或亚轨道飞行任务则会成为各团队制造的CEV飞行器或整合了CEV技术的验证机之间的同台竞技。NASA 原本打算借此通过FAST计划，在相关硬件完成实际演示验证后再选定最终负责建造CEV的获胜方。虽然美国空军常采用竞飞的方式来选定军用飞机，但NASA此前从未在授予合同时采用过这种做法。因此在时任局长格里芬已表示将放弃FAST模式后，NASA 转而采取了更为传统的方式，即根据各承包商提交的方案来选定飞行器。

2006年8月31日，NASA宣布将猎户座飞船的设计与开发合同交给洛克希德·马丁公司。据彭博新闻社报道，该社调查的五位分析师在合同授予的消息公布前曾预测诺斯罗普公司的团队会胜出。蒂尔集团（Teal Group）的航天业分析师马尔科·卡塞雷斯（Marco Caceres）此前曾预测洛克希德·马丁公司会落败，部分原因是该公司早先在耗资9.12亿美元的X-33航天飞机替代项目上遭遇了失败；但在合同授予后，他则称洛克希德·马丁公司在X-33项目上的工作为其积累了推进系统和材料方面的近期研发经验，这可能助其赢得了此次合同。根据《航空航天日报与防务报道》（Aerospace Daily & Defense Report）对一份关于说明合同授予理由的NASA文件摘要，洛克希德·马丁公司的方案主要凭借其更优的技术运用、更低且更切合实际的成本估算，以及在CEV项目第一阶段中的出色表现而得以胜出。

洛克希德·马丁公司计划在得克萨斯州、路易斯安那州和佛罗里达州的相关设施内开展该型载人航天器的制造工作。

## 方案

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### 最初设计

洛克希德公司提出的飞船方案起初是一种航天飞机式的小型升力体设计，空间足以容纳六名宇航员及其装备。据洛克希德·马丁公司所述，这种类似飞机的设计使其在高速返回地球时的操控比以往的舱式飞行器更为容易。据法国《费加罗报》及《航空周刊与空间技术》杂志报道，EADS太空运输公司将负责与之相关的任务舱（Mission Module, MM）的设计与制造。洛克希德方团队的负责人是克里昂·莱斯菲尔德（Cleon Lacefield）。

洛克希德·马丁公司的CEV设计中包含了为近地轨道和载人月球任务而设计的多种模块，以及一个发射中止系统。该发射中止系统是一个逃逸塔，类似于水星号、阿波罗号、联盟号和神舟号飞船的设计（与之相反，双子座号、企业号、以及直到STS-4任务为止的哥伦比亚号航天飞机都曾使用弹射座椅）。它可以在任务发射段的任何一个阶段进行中止程序。机组人员在发射期间将全程坐在救援舱（Rescue Module, RM）内。据《航空周刊和空间技术》杂志报道，救援舱将有一个由强化的碳－碳复合材料制成的外部隔热罩，下面还有一层冗余的可复用毡织表面隔热层以防 RCC出现故障。救援舱涵盖了整个乘员舱（Crew Module, CM）的上半部分，而乘员舱本体则由救援舱和升力体结构的其余部分所组成。乘员舱包括四名船员的居住空间。在紧急情况下，救援舱可从乘员舱的其余部分中分离出来。救援舱最多可容纳 6 名宇航员，每排两人，而乘员舱则拥有可供四名宇航员5至7天的生活空间和食物。出舱活动可以在乘员舱进行，它可以降落在陆地或水上，并且可重复使用 5-10 次。

任务舱会在执行奔月任务时被加装在CEV的底部，以为长时间的月球任务提供额外的消耗品储备和活动空间。其还将提供额外的电力与通信能力，并配备用于对接月面接驳舱（Lunar Surface Access Module, LSAM）的接口。推进舱，也称地月转移注入舱（Trans-Earth Injection Module, TEIM）将位于整个CEV飞船的最底部，负责执行从月球返回地球的任务。据《航空周刊》（Aviation Week）报道，该舱段预计将配备两台普惠公司的RL-10发动机。救援/乘员舱、任务舱以及地月转移注入舱共同构成了洛克希德·马丁公司的登月组合体。最初的设想是利用三枚独立的“改进型一次性运载火箭”（Evolved Expendable Launch Vehicle, EELV）分别发射乘员舱、任务舱和地月转移注入舱，即每次发射一个组件。除以上舱段之外，该飞船还需要额外的舱段来进入月轨飞行并完成登月。但这一方案后来根据下述的“改进征集令”（Call for Improvements, CFI）要求进行了调整。

与当时广为人知的洛马公司版CEV设计不同，关于波音与诺格联合提出的CEV设计几乎没有任何公开信息。但值得注意的是，波音公司此前为已取消的“轨道太空飞机”（Orbital Space Plane, OSP）项目公布的大多数设计方案在外形上都与阿波罗指令舱相似。据此波音的CEV设计很可能采用了太空囊构型，而非升力体或飞机式外形设计。

### 变更

时任NASA局长肖恩·奥基夫（Sean O'Keefe）的原先策略是将CEV的研制分为两个截然不同的阶段。第一阶段包括CEV的设计工作，以及由潜在承包商完成的对其是否有能力以安全、经济的方式研制该飞船的演示验证。这一阶段的进程涵盖了从2005年提交投标书，到完成“航天器技术飞行应用”任务（FAST，计划于2008年9月前完成）并最终选定一家承包商的全过程。第二阶段将在FAST任务完成后启动并将涉及CEV的最终设计与制造。但继任局长迈克·格里芬认为这一进度过于缓慢，因此对计划进行了调整：NASA将在发布“探索系统架构研究”（Exploration Systems Architecture Study, ESAS）报告后，向洛克希德·马丁公司和波音公司发出“改进征集令”（Call for Improvements, CFI），要求其提交第二阶段的实施方案。2006年8月31日，NASA选定洛马公司牵头的团队为中标方。

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## 星座计划之后

在审阅了奥古斯丁委员会报告并听取国会证词后，奥巴马政府决定将星座计划移出2011财年的美国联邦预算。2010年2月1日，总统提交的预算案公布，其中未包含该计划的任何资金；该预算案于2011年4月15日正式成为法律。但“猎户座乘员探索载具”这一概念在星座计划取消后得以保留，用于执行未来前往月球、近地小行星及火星的任务。其后来被更名为“猎户座多用途乘员载具”（后缀由CEV调整为MPCV），因为它在被统一为单一固定型号后便不再保留最初提出的多种设计型号并存的方案。运载火箭也同步更改为新提出的太空发射系统。猎户座MPCV是NASA当前阿尔忒弥斯计划中的主要载人航天器。该飞船于2022年搭载SLS火箭进行了阿尔忒弥斯1号任务的首次飞行，并于2026年4月通过阿尔忒弥斯2号任务完成了首次载人飞行。洛克希德·马丁公司现已获得制造至多12艘飞船的合同。

### 小行星重定向任务

小行星重定向任务（Asteroid Redirect Mission, ARM），也被称为“小行星捕获与利用”（Asteroid Retrieval and Utilization, ARU）及小行星倡议（Asteroid Initiative）是美国宇航局于2013年提出的一项太空任务。该任务中的“小行星捕获机器人任务”（Asteroid Retrieval Robotic Mission, ARRM）航天器将与一颗大型近地小行星会合，并利用配备锚定抓手的机械臂从小行星表面捕获一块4m大小的巨石。猎户座飞船随后会原计划在2020年代中期的“探索任务5号”（Exploration Mission 5）期间前往月球轨道与其会合。任务方案后来进行了调整，改为将小行星拖至“探索门户平台”（Exploration Gateway Platform）空间站，再由猎户座飞船前往该空间站进行访问。该计划最终于2017年被特朗普政府取消。

### 阿耳忒弥斯计划

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阿尔忒弥斯计划是一项正在进行中的载人航天计划，主要由美国宇航局、各个美国商业航天公司以及欧洲空间局、日本宇宙航空研究开发机构以及加拿大太空局等国际合作伙伴共同实施，其目标是在2028年前将“第一位女性和下一位男性”送上月球，具体着陆地点为月球南极地区。

NASA将阿尔忒弥斯计划视为迈向在月球上建立可持续存在这一长期目标的下一步。而猎户座飞船将作为主要的载人运输与后勤补给载具。该飞船将先由太空发射系统的Block 1型火箭发射，后续则会改用“标准型SLS火箭”发射；在抵达月球轨道后，宇航员乘组将换乘“载人着陆系统”前往月球表面，开展最终时长可达6周的考察活动。

## 外部链接

- NASA Orion Crew Exploration Vehicle - NASA webpage with status notes and news.