上世纪中叶，阿波罗计划取得巨大成功，但用来登月的巨无霸火箭土星五号是不可重复利用的，当年的单价1.8亿美元的火箭用一次就报废了，能够说是相当烧钱。于是美国开始研制能够重复使用的航天器，能提供一种将人类和有效载荷带到近地轨道的低成本手段，也就是航天飞机。（而另一边，苏联人原本因为成本考量，对研制航天飞机没什么兴趣，但政治家把美国的航天飞机看成是比当年希特勒的“银鸟(Silbervogel)” 亚轨道空天轰炸机威胁还要大的、能“随时跨越半个地球执行轰炸任务并返回”的新式武器，所以仅仅出于对等钳制的考虑才开始研发暴风雪号航天飞机。）

  于是航天飞机项目就这样上马了。但后来真的用来下一算，航天飞机每次发射的平均成本是令人瞠目结舌的4.5～8亿美元（未折算现值），2011年最后一次发射的成本为15亿美元，而整个项目已经烧掉了260亿美元（按现值），远超于了最初的预估。成本包括：

  VAB装配的费用、运到发射台的费用、安装有效载荷的费用、等待发射的维护费、人工费用等等

  将1kg有效载荷送入轨道的成本总计5.4万美元。那些想要发射卫星入轨的客户发现，传统火箭反而更便宜。

  要知道，当年联盟号的单次发射成本也就一个亿，神舟号载人飞船的单艘成本差不多也才8个多亿人民币，而NASA最近刚和SpaceX签了合同，在2030年前花49亿刀换14次龙飞船载人飞行，算下来平均单次报价约为3.5亿美元，单从数值上来看也比当年的航天飞机便宜很多（更何况还得算上这么多年的通货膨胀）。猎鹰系列将1kg有效载荷送入轨道的平均成本只需2720美元。

  SpaceX的秘诀就是，利用第一性原理从所有的细枝末节上提升竞争力，SpaceX 在重复利用方面的进化看起来非常有前途，它研发了很多甚至有点“偏门左道“的技术，来实现对航天飞机的质的飞跃。

  那航天飞机能不能像SpaceX一样控制成本呢？首先，它是一项国会计划，为了取悦美国国会/参议院的大佬，航天飞机必须要喂饱各个州的众多大型承包商，这样做的后果就自然是极低的效率和极高的成本。其次，NASA臃肿的官僚体系导致新技术应用越来越谨慎，而SpaceX反倒没什么顾虑和包袱，炸了再来就是了。

  最终，考虑到航天飞机和空间站占据了美国宇航局载人航天预算的绝大部分，如果想要再次实现载人登月甚至登上火星，那这两样都要砍掉。毕竟，航天飞机虽然对于完成国际空间站的建设至关重要，但这对于将人类带出低地球轨道没什么帮助。航天飞机无法支持地球轨道以外的任务。

  回过头来再看，当年航天飞机立项时的低成本预估的一个关键前提是：航天器能够在一两周内进行再次飞行以摊薄各项成本（研发、制造、维护等）。

  从后来的实际操作来看，航天飞机项目历史上的最快周转时间是54天。在挑战者号灾难之后，最快的周转时间是88天，是当初预估时间的近十倍。较长的周转期意味着更少的发射班次（原计划为每架航天飞机飞100次，实际上三架完成退役的飞机只飞了25~39次），这样在航天飞机有限的常规使用的寿命内，平摊到每次的成本会更高，这样又慢又贵的发射会让潜在的客户望而却步。目前SpaceX的猎鹰9号的周转时间是6.7天，已经算是工程上的奇迹了，作为当年的国会项目的航天飞机几乎不可能达到这样的极致。

  即使有以上那么多问题，但由于国会大佬（和背后承包商们）的支持，在没有SpaceX的那段时光里，航天飞机还算是一种除了贵没什么大毛病的方案。

  但后来事情的发展大家都耳熟能详了，两次事故不但损失了两架航天飞机，更要命的是有14名宇航员因此死亡。虽然其失败率与其它运载火箭差不多，但在巨额的成本面前，这种风险就显得更为不合理。安全是压垮骆驼的关键，大众最终失去了对航天飞机的所有信心与热情。

  最近Artemis 载人登月计划的SLS火箭风头正盛，虽然我写下这些文字的时候仍然鸽着，但毋庸置疑它的当红炸子鸡的身份。

  实际上，它的引擎基本上用的都是从当年航天飞机上卸下来的旧引擎，几次发射将把航天飞机时代留下的引擎完全消耗干净。包括SLS的橙色身体和助推器，让人仿佛又看到了航天飞机的影子。

  另外，航天飞机有数量相当可观的技术成果，为包括SpaceX在内的众多后来者提供了研发捷径。举个最简单的例子：噪声控制处理。为了在航天飞机驾驶舱内实现宇航员可接受的噪声水平，NASA研发了若干噪声控制处理方法。首先从源头解决，包括起落架机翼及非推进部件如轮胎的降噪、风扇水泵等内部设备降噪，以及解决噪音的传导路径，包括引擎振动传导降噪、连接件增加隔声材料，以阻挡进入驾驶舱的噪音，最终达到噪声不高于62分贝。另外，为降低对发射场周围环境的影响，通过引擎排气隔断技术和排气渠交叉管注水系统，抑制了与超音速流动有关的噪声。

  这些降噪技术的研发，为国际空间站及后来其它载人飞行都提供了翔实的数据分析和经验参考。其实降噪一直是人类追求舒适性的最主要诉求之一，而材料和技术的不断迭代为实现降噪提供了可能。比如我们日常驾车时，较好的控噪水平就能带来更好的驾驶体验（和宇航员驾驶航天飞机大同小异，大同小异）。现在各大汽车制造厂商，无论是豪车品牌还是自主品牌，都在强调自己对于整车NVH静音设计做出的努力，无论是发动机舱、底盘的隔音棉设计布局，还是在轮胎选用。轮胎作为整车隔音降噪的重点环节，竞争尤其激烈，做得比较好的像雷神静悦轮胎，采用高科技聚氨酯隔音棉材料做静音棉，从内部隔绝轮胎转动带来的空腔噪音和压缩花纹带来的泵浦噪声；同时搭配历经大量计算机仿线频花纹块，打破单一的噪音频率，最终实现轮胎降噪最高直降6分贝。载人飞船座椅上用到的太空棉就是这类材料。虽然它比普通的吸音棉成本更高，但抗冲击和减振降噪能力也更强，而且材料稳定性高。包括用来粘贴吸音棉的胶水，作为雷神轮胎的黑科技，不会像普通胶一样在高低温差环境中粘性变差或者硬化变脆进而影响到驾驶安全。静音棉轮胎所要用到的特种粘合剂，要求是长年累月保持“口香糖”的绵软状态，还要恒定维持高粘性，从而满足5年左右轮胎常规使用的寿命里的安全性。技术在不断地进步，人类的舒适性才会随之而不断提升。

  在足够耐磨的基础上还要做到极致静音，在轮胎领域，雷神轮胎可谓是佼佼者，它能做到磨耗指数520（DOT标准，米其林浩悦4为340），这个单一指标比其它一些大牌静音轮胎产品还要高，这也是得益于聚氨酯静音棉的加持，使得雷神轮胎的橡胶配方不用调配得过软，因此能够兼顾静音与耐用这对矛盾体。

  其实在美国成功研制并发射航天飞机后，很多航天强国出于种种原因也都开启了研发模式，除了前面提到的前苏联“暴风雪”号，还有日本的“希望”号、欧洲的“赫尔墨斯”计划等等。我国也曾有过自己的航天飞机研制计划，就是传说中的“869”工程。

  包括安装在火箭顶端的“天骄一号”和805所和604所联合提出的更大一点的“长城一号”、北京航天11所提出的叠罗汉V2火箭式航天飞机、601所提出的可在民用机场起降的子母式H2等方案，在当时要么技术沉淀不足跟不上、要么性能不够无法与美苏比肩，导致没有具体的落实。

  但航天是个厚积薄发的过程。就在上个月（2022年8月26日），我国航天史诗级计划五云工程之一的“腾云工程”的亚轨道运载器再次测试成功，实现一级运载飞行器背着二级空天飞机起飞并着陆。另外，可重复利用的长征8R运载火箭也将在明年首飞，长五DY和长九也都将有回收版本，中国的航天业和制造业都在崛起，未来可期。

  综上，航天飞机的时代结束了，但可重复使用的航天器一直都在不断研发创新中。

  科技制霸的时代，科学技术是第一生产力，掌握科技并不停地改进革新，我们才会有未来。