追夢(mèng)者，黎明攝于NASA阿姆斯特朗研究中心跑道 Credits: NASA
以成為貨物運(yùn)載的主力為目標(biāo)，空天飛機(jī)要定期發(fā)射到低地球軌道上，進(jìn)行空間站補(bǔ)給及乘員運(yùn)輸。這就對(duì)空天飛機(jī)提出了21世紀(jì)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：能經(jīng)常飛，飛得安全，幾乎哪都能降落，運(yùn)營(yíng)還要經(jīng)濟(jì)。因?yàn)镹ASA航天飛機(jī)退役而郁悶的小伙伴又可以開(kāi)心了：下一代可重用空天飛機(jī)即將登場(chǎng)。
NASA蘭利研究中心（Langley Research Center, LaRC）在水平降落升力體（horizontal-landing (HL) lifting bodies）飛行器上花費(fèi)了數(shù)十年的研究工作，終于開(kāi)創(chuàng)了空天飛機(jī)的新紀(jì)元。這類水平降落飛行器（HL vehicles, HLV）的一大特征是它的基本翼（rudimentary wings），酷似向上揮舞的蝠鲼胸鰭。飛行器在從軌道返回，經(jīng)過(guò)大氣層的降落過(guò)程中，它寬扁的雪茄形機(jī)身下產(chǎn)生的壓強(qiáng)遠(yuǎn)大于機(jī)身上的壓強(qiáng)，進(jìn)而為飛行器提供了升力。
HL的概念最初由NASA工程師H. Dale Reed于1960年代提出，經(jīng)歷了一系列設(shè)計(jì)變更和改進(jìn)，最終進(jìn)入了載人飛行實(shí)驗(yàn)階段。其中，被蘭利的工程師們?cè)u(píng)估的第十個(gè)設(shè)計(jì)，諾斯洛普（Northrop）HL-10，被用于研究具體的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。在制造任何全尺寸飛行器之前，研究人員在蘭利的實(shí)驗(yàn)室和風(fēng)洞對(duì)縮比模型進(jìn)行了大量早期研究。
1966年7月至1975年11月期間，在NASA飛行研究中心（Flight Research Center，現(xiàn)阿姆斯特朗研究中心，Armstrong Research Center），含HL-10在內(nèi)，共有五個(gè)型號(hào)的重型升力體飛行器進(jìn)行了飛行測(cè)試，用于驗(yàn)證無(wú)翼飛行器的可操縱性和降落安全性。升力體研究項(xiàng)目中獲取的數(shù)據(jù)對(duì)航天飛機(jī)項(xiàng)目的推進(jìn)起到了至關(guān)重要的作用。
NASA蘭利研究中心全尺寸風(fēng)洞中的HL-10升力體大氣再入飛行器的28英寸模型，正在測(cè)定其低速靜穩(wěn)定和操縱特性?！redits: NASA
新型號(hào)
1980年代，前蘇聯(lián)為當(dāng)時(shí)的暴風(fēng)雪航天飛機(jī)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了小尺寸無(wú)人試驗(yàn)平臺(tái)BOR-4，這促使蘭利發(fā)展HL-10的后繼型號(hào)。新型號(hào)名為 HL- 20，或“個(gè)人發(fā)射系統(tǒng)（Personal Launch System, PSL）”。這項(xiàng)工作的目標(biāo)很簡(jiǎn)單：評(píng)估低成本運(yùn)營(yíng)的可行性，改進(jìn)飛行安全性，并評(píng)估常規(guī)跑道著陸的可能性。 與PSL研究同步開(kāi)展的，是在蘭利實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的風(fēng)洞測(cè)試和載人模擬著陸試驗(yàn)。
1990年代，北卡州立大學(xué)（North Carolina State University）和北卡農(nóng)業(yè)技術(shù)大學(xué)（North Carolina A & T University）建造了一個(gè)29英尺的全尺寸HL-20地面模型，用于研究乘員的座位安排，可居住性，設(shè)備布局以及最優(yōu)進(jìn)出方式。雖然PSL最終沒(méi)有進(jìn)行飛行測(cè)試，但最終成為了塞拉內(nèi)華達(dá)公司（Sierra Nevada’s Corporation, SNC）的追夢(mèng)者（Dream Chaser）型號(hào)的基礎(chǔ)。
HL-20與空間站接駁的藝術(shù)想象圖 Credits: NASA
任務(wù)多樣性
2016年1月，SNC和另外兩家公司被授予了2019-2024年國(guó)際空間站（International Space Station, ISS）貨運(yùn)任務(wù)的合同。根據(jù)NASA商業(yè)乘員計(jì)劃（Commercial Crew Program）的條款，以及作為空間法協(xié)議（Space Act Agreement）的一部分，SNC能夠?yàn)樽穳?mèng)者的研究和實(shí)驗(yàn)使用第三方風(fēng)洞設(shè)備。這就又回到了蘭利。追夢(mèng)者的縮比模型在蘭利的風(fēng)洞群（Unitary Plan Wind Tunnel）內(nèi)進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，收集到的氣動(dòng)數(shù)據(jù)大大擴(kuò)充了追夢(mèng)者的性能數(shù)據(jù)庫(kù)。
NASA蘭利風(fēng)洞群中的SNC追夢(mèng)者模型 Credits: NASA
雖然僅有已退役的航天飛機(jī)的四分之一那么大，追夢(mèng)者還是能搭載七名乘員。雖然只有一套飛行器機(jī)身框架，但是有兩種系統(tǒng)改型，分別針對(duì)有人和無(wú)人飛行任務(wù)進(jìn)行了優(yōu)化。SNC堅(jiān)信，追夢(mèng)者可以被重復(fù)使用15次，甚至更多，多于任何其他現(xiàn)役航天器。另一個(gè)賣點(diǎn)是，追夢(mèng)者的任務(wù)靈活多變，可以進(jìn)行遙感，衛(wèi)星維修，甚至是“碎片主動(dòng)清除”，也即空間垃圾清理。