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近日，本公號介紹了我國載人航天辦公室發布的《關于征集空間站低成本貨物運輸系統總體方案的公告》。如果若干年后回看，這一公告可能會成為我國商業航天大發展的一個標志性事件。

“它山之石、可以攻玉”，今天讓我們看看美國是如何圍繞國際空間站的運營，發展其商業航天的，以及 NASA 在推動貨物和乘員運輸商業化方面所走過的路。

國際空間站（ISS）的天地往返運輸系統，包括俄羅斯和美國的能力，日本等國家也曾試圖建立相應的能力，但未能實現。

俄羅斯主要通過隸屬于俄聯邦航天局（Roscosmos）的聯盟（Soyuz）號載人飛船和進步（Progress）號貨運飛船。

這些飛船在美國航天飛機退役后的一段時間里，成為了支撐空間站不間斷運行的唯一載具。其中進步號貨運飛船也是目前唯一可以為國際空間站提供軌道維持的飛船。

美國在建立商業天地往返系統前，通過航天飛機實現空間站往返。航天飛機高昂的運維成本，特別是1986 年挑戰者號（Challenger）和 2003 年哥倫比亞號（Columbia）的 2 起災難，最終導致其于2011年退役。

美國最早的商業航天相關的政策可以追溯到1984年，當年美國國會通過了《1984商業太空發射法案（the Commercial Space Launch Act of 1984）》，該法案主要面向近地軌道航天應用，指定美國航空航天局（NASA）推進商業太空飛行這一選項。

1986 年和 2003 年的 2 起航天飛機災難，加快了美國發展商業航天實現國際空間站天地往返運輸的進程。

2006年初，NASA宣布開始商業軌道運輸服務（Commercial Orbital Transportation Service, COTS）計劃。2013年9月，參與該計劃的太空探索技術（SpaceX）和軌道科學（Orbital Sciences Corporation）兩家公司成功完成了全部貨物演示驗證飛行。

NASA在整個 COTS 計劃中僅花費了 8 億美元，就分別完成了 2 家公司中運力運載火箭和貨運飛船的開發。與此形成鮮明對比的是采用成本加成（cost-plus ）合同研制的獵戶座（Orion）飛船的研制費用達到了驚人的120億美元。

2008年底，在COTS計劃基礎上，NASA 啟動第1階段商業補給服務（Commercial Resupply Services, CRS-1）計劃，將首輪貨運合同授予參加 COTS 計劃的2家公司。

其中，12次飛行授予 SpaceX 貨運龍（cargo Dragon）飛船，該飛船由獵鷹9（Falcon 9）火箭發射，合同額160億美元；

8次飛行授予當時的軌道科學公司（該公司后變更為軌道ATK公司，隸屬于諾格公司 Northrop Grumman）天鵝座（Sygnus）飛船，該飛船由星宿二（Antares）火箭發射，合同額190億美元。

SpaceX 和軌道科學公司先后于 2012 年和 2014 年，通過 SpaceX CRS-1 和 CRS Orb-1 任務分別執行了其第 1 次補給任務。

2015年，NASA 將 SpaceX 和軌道ATK（Orbital ATK，原軌道科學公司）公司的 CRS-1 任務擴展到 20 次和 12 次。

商業補給服務第 2 階段合同（CRS-2）于2014年開始啟動工業方競標。NASA 在 2016 年 1 月將其授予了3家公司。

軌道ATK公司的天鵝座飛船，14次任務

SpaceX 公司的龍2飛船，15次任務

內華達山脈（Sierra Nevada）的追夢者（Dream Chaser）空天飛機，6次任務

CRS-2 從2019年開始執行貨物運輸飛行，預計將持續到2026年，3家公司的合同總額累計將不超過140億美元。

目前，執行 CRS-2 任務的 SpaceX 的貨運龍和獵鷹9號正常運行。

軌道ATK公司（隸屬于諾格）由于星宿二火箭一級采用俄羅斯發動機，因俄烏戰爭造成的斷供，正在基于螢火蟲航天（Firefly Aerospace）的發動機進行一級火箭的再設計。除了今年7月的一次最后一次基于俄羅斯發動機的發射外，將通過購買 SpaceX 獵鷹9火箭的發射服務完成 2023-24年的3次發射任務。

內華達山脈的追夢者（Dream Chaser）空天飛機尚未進行其首次飛行，預計將在不早于2023年進行該飛行器的首次驗證飛行（CRS SNC-1）。追夢者將通過聯合發射聯盟（ULA）正在研制中的火神（Vulcan）火箭的第 2 次飛行發射升空，該火箭的首飛預計將在今年7月進行。

從2011年航天飛機（Sapce Shuttle）退役到2020年 SpaceX 公司載人龍飛船（Crew Dragon）首次執行商業載人計劃（Commercial Crew Program, CCP）任務，NASA 依靠俄羅斯聯盟號（Soyuz）飛船將宇航員運送到國際空間站，每個座位平均價格超過8,000萬美元。

緊隨商業軌道運輸服務（COTS），NASA 啟動了商業乘員開發（Commercial Crew Development, CCDev）計劃，該計劃目標是開發美國自己的國際空間站宇航員商業發射能力。

2010年，NASA 實施商業乘員發展階段1 (CCDev 1)任務，累計授予5家美國公司5,000萬美元，用于發展載人航天概念和技術。這5家公司包括：藍源（Blue Origin）、波音、完美太空發展公司（Paragon Space Development Corporation）、內華達山脈、聯合發射聯盟（ULA）。

2011年4月，NASA 啟動商業乘員發展階段2 (CCDev 2)任務，授予4家公司2.7億美元，用于開發可搭載宇航員的美國運載工具。包括授予藍源 2,200萬，用于相關技術開發；內華達山脈 8,000萬，開發追夢者空天飛機；SpaceX 7,500萬，開發龍2飛船集成發射逃逸系統；波音9,230萬，追加CST-100星際線飛船開發費用。

商業乘員綜合能力(Commercial Crew integrated Capability, CCiCap)計劃最初被稱為 CCDev 3。在這一階段的計劃中，NASA要求提案是完整的、端到端的操作概念，包括航天器、運載火箭、發射服務、地面和任務操作以及回收。

2012年8月3日，NASA選擇了3組建議方案：

內華達山脈 2.125億，追夢者空天飛機和阿特拉斯5火箭組合；

SpaceX 4.4億，龍2飛船與獵鷹9組合；

波音 4.6億，CST-100星際線飛船與阿特拉斯5組合。

認證產品合同(Certification Products Contract, CPC)1階段涉及開發具有工程標準、測試和分析的認證計劃。

2012年12月10日，NASA 公布獲得項目1階段授權的名單：內華達山脈 1,000萬；SpaceX 960萬；波音 990萬美元。

商業載人運輸能力（The Commercial Crew Transportation Capability, CCtCap）為CPC的第2階段，包括最終開發、測試和驗證，以允許載人演示飛行并對接國際空間站。

NASA 于2013年7月19日發布了CCtCap合同草案的征求建議書。2014年9月16日，該機構宣布，波音和 SpaceX 獲得向國際空間站提供載人發射服務合同，金額分別為 42 億和 26 億美元。

2019年11月，NASA首次發布了每座位的成本估算：SpaceX 的載人龍為5,500萬美元，波音的星際線飛船為9,000萬美元。波音公司還獲得了超出固定價格合同之外2.872億美元的額外補償。通過調整波音星際線飛船，通過在其乘員艙內裝載額外貨物，將其每個座位的成本價調整為約7,000萬美元，這仍然高于載人龍在加入第5名乘員前的價格。

2019年，SpaceX和波音分別進行了一次無人軌道測試飛行。

2020年11月16日，SpaceX 載人龍飛船由獵鷹9號火箭發射升空，進行了其首次正式載人飛行任務（Crew-1），在此之前該公司成功進行了載有2名乘員的Demo-2驗證飛行。目前，執行Crew-6任務的“奮進號（Endeavour）”載人龍飛船正對接國際空間站。

波音星際線飛船，由于軟件設計等等原因問題頻出，預計將在今年7月才進行其首次載人試驗飛行（Starliner CFT），在這一次成功試飛后，星際線飛船有望正式納入 NASA 載人航天運輸系統序列。

2022年9月，NASA 基于 CCtCap 向 SpaceX 再一次購買了 5 次空間站運輸服務，其費用為 14.36億美元，預計整個任務可貫穿至國際空間站退役。通過 CCtCap SpaceX公司累計獲得 NASA 的合同額超過 49 億美元。