美国太空运输系统计划
此条目介绍的是未实行的航天计划。关于衍生自此计划提出的可重用载人航天载具系统，请见“航天飞机 (美国)”。太空运输系统（英语：Space Transportation System，简称：STS）是一项1969年时提出，后被取消的美国太空计划，该计划于美国国家航空航天局（NASA）内部亦被称为综合项目计划（英语：Integrated Program Plan，简称：IPP）。[1]这项计划提出一套可重用的载人航天器系统，用以支持阿波罗计划之后的任务。这计划被取消后，其中唯一获拨款实行的部分继承了项目的名字，即美国航天飞机计划中的航天飞机。此计划的目标有二，透过使用可重用航天器代替一次性火箭发射太空舱以降低航天成本，以及支持一系列具野心的计划，包括支持围绕地球或月球的永久性空间站，以及载人登陆火星。[2]
 1970年左右的一幅概念图 | |
| 国家 |  美国 |
|---|---|
| 组织 | 美国国家航空航天局 |
| 目标 | 可重用、低成本，用于地球轨道、地月空间、行星际空间的运输系统 |
| 状态 | 已取消 |
| 航天计划信息 | |
| 发射地点 | 肯尼迪航天中心 |
| 航天器信息 | |
| 载人航天器 | |
| 无人航天器 | 太空拖船 |
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1969年2月，美国总统尼克松委任了一个由副总统斯皮罗·阿格纽领导的太空任务组，为阿波罗计划之后的太空项目提供建议。该小组于9月提出以太空运输系统为主，有三个不同投入程度的项目，核心为最早于1983年，最迟于20世纪末载人登陆火星。太空旅途中最昂贵的部分是将载具送往近地轨道，之后的部分即使是要抵达月球也相显得便宜，例如土星5号运载火箭大部分的能量都用于逃离地球的引力。因此，只要降低前往近地轨道的成本就能可观地降低整个任务的成本。以此为基础，NASA设计出一套模块化系统，通过可重用的穿梭器于轨道上建设空间站作为日后探索火星的基地。[3]系统的主要组成部分包括：
- 设于约270海里（500公里）处的近地轨道，可容纳6到12人的永久性的空间站，用作永久绕月轨道空间站。地心轨道上的模块可组合成能容纳50至100人的永久空间站
- 化学燃料推进的穿梭载具（shuttle），用以往返地面和地心轨道
- 化学燃料推进的太空拖船（space tug），用以将人员和设备在高至地球同步轨道的轨道间移动同时可转为一个往返月面和绕月轨道的穿梭载具
- 使用NERVA型核热火箭推进的穿梭器（shuttle）或货船（ferry），用以将人员、航天器和物资在近地轨道、绕月轨道、地球同步轨道、或其他太阳系中的星球间往返。与分离自空间站的载人模块组合可用于载人前往月球或火星
拖船和货船会采用模块化设计，将多台组合在一起或采用多节推进可应付大型有效载荷或星制任务。这系统会由处于地心轨道和绕月轨道的推进剂仓库所支持。[4]土星5号运载火箭仍可用作大型运载火箭配合核热推进货船和空间站模块。载人登陆火星只需额外使用一个特别的火星探测飞船。
本计划截至1969年5月都受NASA首长托马斯·O·潘恩和副总统阿格纽大力支持。但随着阿波罗计划达成了载人登月的目标，尼克松留意到对后续载人太空计划的政治支持正消退，而国会亦不愿为这些计划提供拨款。有见及此，尼克松拒绝了本计划中航天飞机以外的所有部分，而航天飞机继承了计划名。尼克松在1970年接受了潘恩的请辞，并委任詹姆斯·弗莱彻接替。[1]
受拨款情况限制，航天飞机计划的规模自原定设计大幅削减，整体计划亦遭延误。首次航天飞机任务为1981年的STS-1，航天飞机于2011年的STS-135后退役。
系统中的另一部分，自由号空间站，于1980年代初获批准并于1984年由里根总统宣布。但这部分亦于1993年前在政治上变得不可行，被与俄罗斯合作的国际空间站代替。国际空间站于2011年建成。
系统中的载具
来往地球轨道的航天飞机
化学燃料推进的航天飞机被设想为可载人且可重复使用的载具，来往地面和地心轨道。原先的构想为一大一小，两个可完全重用且均可载人的部分；较大型的“助推器”（booster）部分会将“轨道器”部分带至一定高度和速度，并进行分离；助推器会返回地面，而轨道器会继续前往地心轨道以完成任务，最终返回大气层并水平降落于跑道上。在后来得以落实的美国航天飞机计划，设计改为可部分重用，即轨道器和火箭助推器可重用，而外挂的外储箱则会于每次发射时抛弃。[5][4]
太空拖船
马歇尔太空飞行中心的太空拖船是为维修卫星，转移至地球同步轨道以及将有效载荷拖至核热推进航天飞机而设计。拖船的模块化设计包括一个圆柱型的推进模块、可分离组合的载人模块和货运模块、以及登陆月球用的脚架，使其成为来往月面和绕月轨道的穿梭器。[4][6][7]
核热推进航天飞机
使用到NERVA（Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application，火箭飞行器用核发动机）发动机的计划包括于1978年前到访火星，以及1981年前建好一个永久性的月球基地。[8] NERVA火箭可用作货运拖船，将有效载荷从近地轨道送至更高轨道、为不同地球和月球轨道上的空间站补给、以及支援月球上的永久基地。NERVA发动机亦可用于土星5号运载火箭的S-N上级助推器，使其近地轨道运载力增至340,000英磅（150公吨）。[8]
空间站模块
空间站模块将为未来的地球轨道载人活动、持续载人月球探索以及载人行星探险提供基础。该空间站将是一个可容纳6至12名人员的永久性结构。最初，空间站将处于近地轨道；后来的空间站将建立在极轨道和同步轨道上。同样空间站模块还将在月球轨道上提供永久空间站，人员可以从该空间站发送到月球表面。 透过将空间站模块连接在一起，可以创建一个大型太空基地。该基地可容纳50至100名人员，可作为一个天空实验室进行广泛的物理和生物实验。 最后，空间站模块将成为载人行星探险任务模块的原型。[9][1][4]
参考文献
- ^ 1.0 1.1 1.2 Portree, David S.F. Integrated Program Plan "Maximum Rate" Traffic Model (1970). Wired. April 18, 2012 [2024-07-07]. （原始内容存档于2024-08-19）.
- ^ Beyond Apollo: Five options for NASA's future (1970). （原始内容存档于8 October 2011）.
- ^ Harland, David M. The Story of the Space Shuttle. Springer London. 2004: 2. ISBN 1-85233-793-1.
- ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 Space Task Group Report
- ^ Heppenheimer, Thomas A. The Space Shuttle Decision (PDF). NASA. 1999 [2024-10-07]. （原始内容存档 (PDF)于2024-10-07）.
- ^ Technical Study for Use of Sat V, Int 21 & Other Sat V Derivatives to Determine an Optimum Fourth Stage (PDF). NASA. 1971-02-26. （原始内容 (PDF)存档于2006-11-03） （英语）.
- ^ Wade, Mark. Space Tug. Encyclopedia Astronautica. [June 15, 2011]. （原始内容存档于July 2, 2002）.
- ^ 8.0 8.1 Nuclear Rockets: To Mars and Beyond. National Security Science Magazine. Los Alamos National Laboratory. （原始内容存档于2014-10-24） （英语）.
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- ^ Compton, W. D.; Benson, Charles D. Living and working in space. A history of Skylab. NASA. 1983-01-01 [2024-10-07]. （原始内容存档于2024-10-09） （英语）.
外部链接
- (1983) Chapters 5 and 6 mention 1969 Space Task Group's plan leading to a crewed Mars landing by 2000
- Dewar, James. "To The End Of The Solar System: The Story Of The Nuclear Rocket", Apogee, December 2003. ISBN 0813122678