简介

特点

命名

历史

设计与结构(载人模块 服务模块)

资金来源及预计成本

未来计划

系统概况

飞船概况

服务舱和助推火箭

太空探索前景

系统组件(1.战神系列火箭新发动机 2.猎户座飞船 3.“战神”火箭末级模型 4.“战神”火箭末级模拟器片段 5.逃逸塔 6.“战神5号”火箭模型风洞测试 7.“战神5号”两级火箭分离 8.猎户座飞船试飞 10.猎鹰1号 11.猎鹰9号)

简介

“猎户座”飞船是美国国家航空航天局(NASA)的“星座计划”(Constellation program)的一个关键组成部分。可同时向国际空间站输送6名宇航员，并能够同时向月球输送4名宇航员。首飞时间最初定于2015年，但2010年初，因为资金短缺、进度拖后、设计思想有争议等原因，美国政府终结星座计划，猎户座飞船也随之成为泡影。后又通过计划。“猎户座”太空舱直径约5米，总重量约25吨。是“阿波罗”可居住空间的2.5倍。目前设计的“猎户座”至少有两个窗口（驾驶员和指令长的座椅旁边各有一个），和一个舱门。与“阿波罗”类似，“猎户座”的入口舱门在其侧面，对接通道在其顶端（用与空间站或登月载具对接）。

“猎户座”驾驶舱是航天器特色之一。两种方案——往返空间站的6座位式和执行月球任务的4人式——都在设计中，座位采用可折叠的金属构架形式，以牢固的带子连接。这种设计可以保证着陆期间如果缺失2个降落伞（共4个）乘员仍是安全的，还可以在太空舱着陆后侧翻的情况下保证宇航员的安全。

“猎户座”贮藏舱是沿着“猎户座”地板的内壁，正对着主窗的空间用来放置电子设备、生活用品及计算机设备， 剩余的空间可自由使用。

“猎户座”与NASA过去的载人飞船不同的一个特点是增加了两个太阳能电池帆板。

特点

猎户座飞船乘员舱生产调试中　猎户座飞船的外貌与阿波罗飞船相似，但内部空间比阿波罗飞船大2.5倍，最多可容纳6名宇航员，融入了电脑、电子、维生系统、推进系统及热防护系统等领域的诸多最新技术。同航天飞机比，奥赖恩的使用成本更加低廉，安全系数也提高10倍，而且与航天飞机一样可以回收再用。

尽管它是美国新一代的载人飞船，但不少外界人士认为，它深受早期阿波罗飞船的设计思路影响，甚至有人说，它就是2.0版的阿波罗飞船。

猎户座飞船将替代航天飞机的计划，并要求现有航天飞机在2010年前退役。这是继航天飞机计划以后的另一个里程碑，太空探索方面的一大步。

按照计划，猎户座飞船将会在肯尼迪航天中心的39号发射复合体进行发射。该发射复合体的39A发射台目前被用于发射航天飞机，而39B则正在进行适应发射战神火箭的改造。美国国家航空航天局将在2010年进行最后一次航天飞机发射之后，用该飞船来执行载人航天任务。其首次任务被定于在2015年执行，之后将用于访问国际空间站。如果商业轨道运输服务出现问题无法使用，则该飞船将会替代执行国际空间站的后勤运输任务。此后，猎户座飞船将会作为载人月球及火星计划中的一个关键装备。

飞船并没有机翼和尾翼，不再像航天飞机那样通过滑翔方式返回地球，而是像飞船那样通过降落伞降落，因而不需要复杂的气动外形和防热系统，可提高返回时的安全性。

发射时飞船将与火箭串联在一起，即飞行器在火箭的顶部，而不像航天飞机那样与火箭并联，所以能远离燃烧的发动机和坠落的碎片造成的危险，完全避开泡沫材料脱落的威胁。

设置有‘逃逸塔’系统，一旦在发射时出现故障，引发燃料爆炸，可迅速将飞行器分离出去，通过降落伞安全降落。这些措施可使航天飞行事故率从以往航天飞机1/220降低为现在的1/2000，提升了安全系数。

借鉴俄罗斯飞船的经验，把人、货分开运输，这样既安全，又经济。

外界披露

据时代周刊报道，猎户座飞船中与阿波罗飞船相比，既有相同点，也有不同之处：

1. 空间更大，能携带4到6位宇航员，而阿波罗飞船最多只能承载3名宇航员。

2. 装备有太阳能电池板，这将大大减少使用燃料电池和普通电池。

3. 既能像阿波罗飞船一样降落于水中，也能依靠降落伞在干燥的沙漠地区着陆。

4. 由高科技合成材料制成，重量显著降低，而具有强大处理能力的电脑令它的“大脑”更发达。

命名

“载人探索飞行器”（Crew Exploration Vehicle，CEV）原本是美国国家航空航天局所预定的名字，并打算在2006年8月31日公布。可惜在2006年8月22日之前，国际太空站上的美国宇航员杰夫·威廉斯对地球无线电通话时无意中说溜了嘴，提到了美国国家航空航天局刚刚选定的最后名称猎户座，消息很快传播开来。因此，美国国家航空航天局只得在2006年8月22日正式公布猎户座这个名字。

该名称来自于猎户座，而猎户座是天空中最明亮的星座之一，也是大家十分熟悉而且极易辨认的星座。而该代号也曾用在约翰·杨和查尔斯·杜克所乘坐过的阿波罗16号的登月舱，该登月舱在1972年4月的时候降落在月球的表面。

历史

2004年1月14日，时任美国总统的乔治·沃克·布什对外宣布了太空探索远景计划，其中包括了当时被称为“载人探索飞行器”的猎户座飞船：

……我们的次要目标是在2008年开始开发并测试新一代的航天飞船——载人探索飞行器，然后在2014年之前实施其首次载人航天任务。载人探索飞行器将可以替代（届时业已）退役的航天飞机，将宇航员及科学家运送至空间站中，但其主要目标是将宇航员运送到地球轨道之外的其它地方。这一飞船将是自阿波罗指令舱以来的首个同类型航天载具……

制造猎户座飞船的部分原因是哥伦比亚号航天飞机灾难和之后的哥伦比亚号事故调查委员会的调查报告，以及白宫对美国航天载人航天任务现存问题的反思。它完全替代了还在概念阶段的轨道空间飞机（Orbital Space Plane，OPS），后者是之前X-33试验机计划失败后被提出来作为航天飞机的顶替方案。

在美国国家航空航天局前局长肖恩·奥基夫卸任后，该局的采购计划和策略发生了如上所述的重大变化。而在2004年7月，迈克尔·格里芬被任命为航天局局长之前，他以组长之一的身份参与了一个行星学会的研究“将人类送至更远的太阳系空间” ，该研究为星座计划提供了一个可负担且可实现的实施策略，因此可以从中探知未来猎户座相关计划的可能发展方向。由于格里芬是该研究的其中一个组长，因此可以推断他认同该研究的结论。而在他当上局长后也以实际行动支持达成该计划的目标。

根据执行概述，该研究制定了一个“分阶段将人类探索范围延伸至低地球轨道空间以外的方法”，并具体建议分为如下三个阶段：

阶段一：“将重心放在开发新一代载人探索飞行器（CEV），完成国际空间站，以及退役过时的航天飞机之上。其中，在完成了国际空间站美国舱核心之后（大约需要6到7次的飞行任务），以及满足其它合作成员对完成国际空间站的需求所必须提供的最少附加分型任务之后，航天飞机将会尽快退役。航天飞机退役将会导致美国低轨道载人航天能力的缺失，而于此同时，退役所节省出来的资金，将用来加快新一代飞行器的开发计划，以尽可能减少甚至消除这一空缺时间。”

阶段二：“必须开发更多附加组件，包括提高运载系统的功率以适应需要飞行数月的行星际载人航天探索扩展任务；以及居住舱、实验舱、燃料模块和推进模块，以适应将人类用送至月球、火星、拉格朗日点和某些近地小行星附近的目标。”

阶段三：“载人行星着陆器的开发将在本阶段完成，以允许实施人类登陆月球，进而于2010年登陆火星的任务。”

载人探索飞行器的原始策略后来出现了若干修改，这在美国国家航空航天局探索系统架构研究中进行了相关说明，相关的研究结果在2005年9月19日的新闻发布会上公布。该研究建议2014年开始进行猎户座的载人飞行任务，并认同采用月球轨道集合的方法登陆月球。其中，低地球轨道版本的猎户座飞船，则可以将4到6人运至国际空间站，而登月版本则可以承载4人，登陆火星的版本可以承载6人。与此同时，还会发展一型类似于俄国进步号飞船的无人货运飞船版本。

2006年9月，美国国家航空航天局选定洛克希德·马丁为猎户座的合约商，后者同时也是当前擎天神五号运载火箭外挂燃料箱的合约商。

猎户座的返回舱重达12吨，这几乎是阿波罗指令舱的两倍。和阿波罗指令舱一样，它也可以与一个服务模块连接，以提供诸如生命维持以及飞船推进等功能。猎户座的外壳类型和阿波罗号的相似，而隔热盾则与海盗号类似，这和航天飞机这种带有机翼的升力体结构完全不同。需要特别说明的是，它的烧蚀式隔热盾在每次使用之后便会抛弃，这与阿波罗的设计类似，而返回舱本身则可以重复使用大约10次。猎户座的着陆路方式则被设计为在陆地上着陆，而不是在海上着陆。采用这类着陆方式还包括俄国的联盟号飞船，以及中国的神舟号飞船。不过在紧急情况下，它也可以在水上着陆。目前已选定的可用着陆点包括加利福尼亚州的爱德华兹空军基地，内华达州的卡森平原，以及华盛顿州的摩西湖市。在西部海岸选择找陆点可以让大部分的着陆路径在太平洋上空，从而避开了人口密集的地区。

登月任务的开发计划在2010年航天飞机退役后立即开始提速。其中的月球表面登陆模块（登月舱）以及重型起飞推进器会同时并行开发，并且在2018年即进入可以执行任务的状态，并最终于2020年在月球表面着陆。登陆舱与阿波罗登月舱相比大很多，可以携带重量高达23吨的载筹抵达月球表面[来源请求]，甚至比整个阿波罗登月舱还要重。这么大载筹重量，甚至可以用于支持长期有人照料的月球基地。这一大载筹的特性，对于运送大量物资和科研设备至月球表面基地来说，是非常有意义的。

和阿波罗登月舱一样，猎户座的登月舱也包含降落和起飞两个过程。在起飞阶段，登月舱可以承载4人至环月轨道。按照原来的计划，登月舱应当使用使用甲烷-氧气燃料作为推进剂。在这一个基础上，还会衍生出结构近似的，用于火星任务的着陆器。选用甲烷作为燃料的一个重要原因是，它可以通过应用原位资源利用的理论方法在火星土壤中获得，而无需从地球运送过去。但由于该型推进系统仍然处于雏形阶段，为了避免因此拖后登月计划的整体进度而改为使用液氧-液氢燃料。

设计与结构

猎户座飞船“载人及服务模块”（CSM）的结构包括两个主要的部分：一个圆锥形的载人舱，以及一个圆柱形的服务舱。后者除了提供飞船的推进动力之外，还提供额外的供给。这两者都是在1967年至1975年执行任务的阿波罗号飞船命令及服务模块的基础上进行设计的，除此以外，还参考了航天飞机计划中所衍生出来的新型技术。探索系统任务部综合办主任尼尔·伍德沃德认为“使用现有技术和解决方案能降低风险”。

载人模块

猎户座飞船的载人模块计划由洛克希德·马丁公司建造，可以容纳四至五名机组人员。与之对比，阿波罗飞船的载人模块只能接载三名人员，但航天飞机则可载七名人员。虽然猎户座飞船采用了与六十年代开发的阿波罗飞船相近的设计理念，其载人模块将会使用数项较为完善的技术，包括：

“玻璃驾驶舱”数字化控制系统衍生于波音787飞机中的驾驶舱；

类似俄罗斯进步号飞船和欧洲自动运载飞船的自动对接系统，该系统允许在紧急情况下由宇航员全权控制。此前的其他美国飞船，如双子座、阿波罗飞船，以及航天飞机等，在进行对接时都需要手动操作；

改进过的废弃物管理设备，包括一个微型野营式马桶，以及一个在航天飞机和国际空间站中已投入使用过的不分性别的“便溺管”。其中航天飞机的“便溺管”系统是基于天空实验室上的系统开发的，而国际空间站的系统则是基于联盟号、礼炮和和平号国际空间站的同类系统。因此，在该飞船中将彻底取消遭人恨的“阿波罗袋子”。之所以称为“阿波罗袋子”，是因为阿波罗飞船上的宇航员必须使用这种“设备”。该“设备”其实就是一个开口处有粘性的塑料袋，排便时需要将其粘贴在屁股上，然后再进行排便；

一个氮气/氧气混合空气环境，保持海平面的大气压（101.3kPa），或者稍低（55.2至70.3kPa）；

一个比之前任何载人飞船更加先进的计算机系统。

该模块的另一个特性是可以部分重复使用。美国国家航空航天局计划让每一个该模块可以执行最多10次飞行任务，以便能形成包含载人及无人驾驶的猎户座飞船船队。无论是载人模块还是服务舱，都将会使用铝合金来建造。这种材料已被应用于航天飞机的外部燃料箱、德尔塔-4运载火箭以及宇宙神-5运载火箭的建造上。整个模块的隔热方式，和飞船中其它非关键部位如货舱门是一样的，都是用诺梅克斯材料制成的隔热毡进行包裹。可重复利用降落伞是基于阿波罗号及航天飞机固体助推器的降落伞进行设计的，并同样使用了诺梅克斯布料来制作。猎户座的载人模块只能够通过在水上降落来实现回收，这也是载人飞行任务时唯一可行的在地球上降落的方式。

为了使猎户座飞船能够与国际空间站或者其它星际飞船对接，对接系统采用了新的低冲击对接系统*设计。该设计是航天飞机上所使用的通用对接环的简化版本，有趣的是航天飞机上的这一系统其实是源自于1975年俄罗斯为阿波罗-联盟测试计划而设计的对接系统。飞船及对接接合器均设置了水星号和阿波罗号上所使用的发射逃逸系统*，以及源自阿波罗飞船上的玻璃纤维推进器保护罩。升空过程中的前2%时间内出现问题，这些装置将保证载人模块能安全逃逸。

猎户座载人模块的形状与阿波罗号指挥舱类似，是一个顶角为57.5°的圆台体。其投影直径为5.02米，长度为3.3米，重8.5吨。它的总体积将会阿波罗号的2.5倍，内部空间容积约为5.9立方米，可承载4至6名宇航员。经过长期的研究，美国国家航空航天局决定选用低密度碳化烧蚀材料（Avcoat）作为重返大气层时的热盾材料。低密度碳化烧蚀材料是由玻璃纤维及酚醛树脂构成的蜂窝结构，其中填充以石英纤维。该材料曾在阿波罗计划中使用，并在航天飞机早期飞行任务中用在了特定的部位。

服务模块

逃逸系统

猎户座发射失败逃逸系统试验品在美国国家航天局兰利研究中心装配完成。

发射终止试验

阿连特技术系统公司（ATK）在2008年11月20日成功的进行了第一次发射终止试验。该逃逸系统的引擎能提供2,200千牛的推力，以便在发射场上，或者发射后高度在91公里之前发生紧急情况时进行逃逸动作。这个逃逸测试是该引擎在上述范围内出现的逆向气流范围之内进行的第一次测试。

这一次逃逸点火试验对引擎和其他组件进行了一系列的测试，该测试是为了在2009年春天进行下一个主要的、具有里程碑性质的试验做准备。后者是一次全尺寸的实物模型试验。

探路先锋2009年3月2日，一个先行制作好的逃逸模块的试验品，从兰利研究中心运往新墨西哥州的白沙导弹靶场进行测试。这一个探路先锋除了含有一个真实的逃逸模块之外，还包括了猎户座的实物大小模型。在导弹八成将会制作一个14米高的火箭，以进行第一次发射台终止逃逸试验。

资金来源及预计成本

布什总统在2005财年要求的预算中，包括了“4.28亿美元的预算用于开发新一代载人探索飞行器的星座计划（5年内总计66亿美元）”，这一预算在2004年11月的国会会议中全额通过了。

2006财年的预算要求为7.53亿美元，用于继续开发载猎户座飞船。而依照截至2005年的开发情况看，其总预算估计为150亿美元。

洛克希德·马丁在2006年8月31日获得了猎户座计划合同中最初的“时间表A”部分，该部分价值39亿美元，将持续执行至2013年。合约中更多可选开发的“时间表B”部分，则可能价值高至35亿美元。

虽然迄今为止该计划得到了充分的资金保障以及众议院的支持，仍然存在航天飞机复飞计划成本升高导致的投入猎户座开发的资金出现极端困难的可能性。关于这个问题，也曾经讨论过是寻求国会提供航天飞机额外开销的特殊资金，还是让私人企业参与到猎户座的开发和运作中。到2025年为止，不考虑通货膨胀因素，以及给美国国家航天局增加的额外预算，预计的总预算额为2100亿美元。而空间探索系统架构研究对截至2025年的总成本的估算为2170亿美元，比预算仅多出70亿美元。实际的最终成本可能会比这个估计更低，因为这个估算包括了为发射猎户座的运载火箭中的地球出发级开发全新的引擎，而实际上可能会采用J-2引擎的衍生型号。

白宫的奥古斯丁委员会预计，在猎户座及战神一号开发完毕之后，还会发生每次发射近10亿美元的成本。

未来计划

美国国家航空航天局计划猎户座飞船的首次飞行将在2014年或之前，届时宇航员将乘坐它飞往国际空间站，接下来在2020年之前，将首次执行飞往月球的任务。随后，美国将改进猎户座飞船和推力更大的运载火箭实现火星登陆，并飞往更遥远的太空。

设计修改及更新

2006年7月下旬，美国航天局的第二次设计评审，导致了飞船设计的重大变化。起初，美国国家航空航天局想使用液体甲烷(LCH4)作为猎户座飞船（SM）的燃料，但是因为氧气/甲烷动力的火箭技术还不成熟，并且需要在2012年发射猎户座飞船，其在2006年七月下旬批准换成了自燃式推进器。该替换使得美国国家航空航天局能在2011年前对猎户座飞船和战神I号火箭进行安全评估，并且能够填补将于2010年退役的航天飞机和第一次猎户座飞船的载人飞行之间潜在的空缺。2007年4月20日，美国国家航空航天局和波音公司签订了猎户座飞船合同的一项修改。更新后的合同延长了猎户座飞船计划2年设计时间，加入了2次猎户座飞船发射中断系统的飞行测试，并且删除了能对国际空间运送密封货物的原始设计。2007年5月《太空日报和防御报道》中的一片文章指出，被称为结构“606”的猎户座飞船登月舱的最新设计修订本中，服务模块会有一个外部的面板，其会在战神一号运载火箭火箭的第二次点火阶段后不久就脱落。相比之前的结构“605”，这项设计会节省1000磅的重量。2007年8月5日，一份报告称安全气囊着陆系统从下一轮猎户座飞船的设计（代号607）中移除了，其考虑到节省总重量，改成在任务结束时使用阿波罗形式的返回舱。

2009 载人航天计划委员会

2009年9月8日，奥巴马政府委托载人航天计划委员会发布了有关多个美国政府载人航天计划的长期规划检讨简报。其中需要实现的多个目标包括：对国际空间站的支持，低地球轨道以外空间（包括月球）的任务进展，以及商业空间工业的利用情况等。这些目标必须在有限的预算内实现。

这份检讨简报中需要考虑的参数包括“人员及任务的安全性、生命周期成本、开发时间、对国内空间产业根基的冲击、促进创新鼓励竞争的潜力、从当前载人航天飞行系统过渡到未来系统所产生的影响和冲击”。此外还会考虑到研究及开发量的估算，以及“为支持各种载人航天飞行活动所需要的辅助机器人活动”，并探讨2016年之后延长国际空间站运作时间的各种选项。

系统概况

航天飞机是一项科技奇迹，但机群却在不断老化，其运行成本也在不断飚升。哥伦比亚号航天飞机因泡沫绝缘材料问题导致的事故，更是引发了公众对于航天飞机安全性的怀疑。从设计思想上来说，航天飞机的重复使用、货运和载人任务结合、航空与航天任务结合这些特点，从根本上导致了航天成本和系统复杂性的提升，并间接限制了航天飞机的安全性和使用效率。为此NASA中止了所有航天飞机的飞行任务。NASA 需要一种飞行器，以便将宇航员和载运物送往地球轨道、月球和火星。为开展未来的太空探索活动，NASA正在设计一种新型飞行器。

NASA的新型宇宙飞船——“猎户座”载人探测飞船实际上由两个飞行器构成，它们分别是：

·载人探测飞船(CEV)，可搭载四到六名宇航员。

·货物运载火箭(CLV)，可运送重型载运物，必要时还能搭载宇航员。

“猎户座”飞船将采用经过阿波罗号飞船和各项航天飞机计划验证过的可靠技术。这种飞船适合进行长期太空探索活动，并且更加安全，功能也更为齐备。

在本文中，我们将了解“猎户座”飞船背后的概念和技术，以及它如何帮助人们探索月球以及更遥远的星球。

飞船概况

NASA已经决定由洛克希德·马丁公司负责设计和建造“猎户座”飞船。这种飞船的主体系统（如动力、导航、生命维持、通讯和计算机系统）将比阿波罗号飞船以及航天飞机上的更为先进。载人探测飞船包含三个基本组成部分：

·载人舱——用于搭载宇航员。

·服务舱——承载主推进系统、动力系统和飞行姿态控制系统。飞行姿态是指飞船在空间（x、y、z方向，或者俯仰、滚转和偏航轴）中的定向方式。阿波罗号飞船使用安装在服务舱的四组转向推进器来改变飞行姿态，每组推进器由四台推进器组成；而“猎户座”飞船则采用反推力控制推进器来控制飞行姿态，这些推进器分别安装在飞船的头部和尾部。

·火箭助推器——将载人探测飞船送入地球轨道。

在执行登月任务时，飞船还将配备一个特殊的太空舱。 与阿波罗号的指令舱一样，猎户座飞船上的载人舱也采用了锥形结构，比航天飞机的外形更符合空气动力学原理。航天飞机等飞行器重返地球大气层时的速度为8千米/秒，而载人探测飞船的月球巡航速度更快，重返大气层时的速度高达11千米/秒。 除了外形以外，载人探测飞船的载人舱与阿波罗号飞船还有其他几处共同点，当然也存在着一些差异：

·载人探测飞船的载人舱直径更大（为5米，而阿波罗号飞船为1.2米），能搭载更多人和货物。

·载人探测飞船尾部的隔热层为烧蚀材料，将在飞行中汽化。阿波罗号飞船使用单张多层的尾部隔热板，隔热板的材料

为铝和环氧树脂，能够吸收飞船重返大气层时产生的热量并融化。（这种隔热板和指令舱的其他部分一样都只能使用一次。）航天飞机使用陶瓷隔热瓦、隔热毯和增强碳树脂来吸收热量。但是，事实证明这种设计实现起来要比理论上难得多。载人探测飞船的隔热层最多可修复并重复使用10次，从而延长了飞船的设计寿命。

·载人探测飞船上的气囊确保飞船既可以在陆地回收，也可以在海上回收。而阿波罗号飞船每次都是在海面着陆并回收的。

·载人探测飞船位于发射助推器的上方，这样可以避免被掉落的碎片（比如泡沫塑料或冰块）击中。

·逃逸塔是载人探测飞船的独特部件之一，它是一种小型火箭，能在发射失败时将指令舱推离助推火箭。这种机制要比航天飞机的中止程序更安全。

服务舱和助推火箭

载人探测飞船的服务舱也将采用圆柱形外观。在飞行中，服务舱将覆盖并保护载人探测飞船载人舱的隔热层，同时为飞船提供电力、推进力和飞行姿态控制。服务舱将在飞船重返大气层之前被抛弃。

火箭

服务舱的一些特点包括：

·单发动机推进，使用甲烷/氧燃料，其效率稍高于阿波罗号飞船服务舱使用的自燃燃料混合物（肼/四氧化氮）。与肼/四氧化氮相比，甲烷/氧燃料具有更高的比冲（单位重量推进剂产生的冲量），这意味着当推进燃料质量相同时，其燃烧时间更长，并能带来更高的速度。将来，人类有可能会利用月球和火星上的原料来制造甲烷，为这种类型的飞船提供燃料。

·更大的载油量使选择不同的月球轨道和着陆点成为可能。

·除燃料电池提供的能源外，飞船上的太阳能电池板也能发电并提供补充能源。

·含有液态氨或水/乙二醇混合物的导管将热量传递给散热器，以便将其散发到太空中。在外太空，有阳光照射的区域和没有阳光照射的区域温差大概有204摄氏度。这种受热不均现象会使飞船结构中的金属产生热应力。为了抵消这一效应，阿波罗号飞船在飞往月球时，采用绕轴旋转的方法，确保太阳射线能够均匀照射飞船的各个部分（“烧烤棍滚动操纵法”）。预计载人探测飞船也会采用相同的方法。

·采用转向推进器控制飞行姿态，与阿波罗号飞船类似。

阿波罗号飞船需要巨大的运载火箭（土星V型）来运载宇航员和载运物。同样，航天飞机的主发动机也需要提供巨大的推力。载人探测飞船的发射助推器只负责运载宇航员，而不运载沉重的载运物。因此，载人探测飞船的助推器可以比阿波罗号飞船和航天飞机的助推器小。

载人探测飞船助推器的第一级将是战神I型固体火箭推进器 (SRB)，类似于航天飞机所采用的火箭推进器。第二级为单台航天飞机发动机，由液氢罐和液氧罐提供燃料。前两级火箭都无法回收或重新使用（而航天飞机的固体火箭推进器则可以回收再利用）。

载人太空探索需要将宇航员和载运物都送入太空轨道。以往的飞行器都是使用同一个火箭来运载人和物，但载人探测飞船将这些功能分开。货物运载火箭将负责运载重型载运物，比如登月车、月球中转站和空间站部件。如有必要，货物运载火箭也可以运送人员。

货物运载火箭由两级组成：

·第一级有5台以液氢和液氧为燃料的主发动机（称为战神V型火箭）。

·第二级为一台航天飞机主发动机或一台阿波罗号飞船所采用的J-2型发动机，它们都采用液氢和液氧作为燃料。

太空探索前景

NASA希望“猎户座”载人探测飞船成为未来太空探索活动中的多面手。据NASA预计，该载人探测飞船将在2014年之前将宇航员送入国际空间站，在2020年之前将宇航员送抵月球，而此后的目标便是火星。

载人探测飞船的主要目标是重返月球。在阿波罗号飞船的设计阶段，关于如何将人类送上月球曾有两种提议：

·地球轨道集合（EOR）——在地球轨道上组装大型探月火箭的部件，然后将其发射到月球。

·月球轨道集合（LOR）——两个小型宇宙飞船（指令/服务舱和登月舱）在月球轨道上会合。

科学家们最终一致认为，在月球轨道集合可以减小更多重力，实现约翰·F·肯尼迪总统提出的10年内将人类送上月球的目标。载人探测飞船重返月球的飞行计划融合了EOR和LOR这两种方案的精髓。

载人探测飞船登月行动将建立月球基地，以探索月球并在月球南极寻找水源——水不仅是在月球生存的必需品，而且可以用来制造火箭燃料。此外，在登月行动中，宇航员还将测试各种设备和技术，为将来的火星行动做准备。因为月球距地球只有三天的航程，所以从那里执行火星登陆行动将更安全、更经济。月球行动中的救援工作与火星相比也更容易。载人探测飞船将成为其他外太空载人航天器的设计典范。

NASA希望利用载人探测飞船将宇航员再次送抵月球，并实现人类登陆火星和其他太阳系行星的梦想

系统组件

按计划，美国宇航局航天飞机将于2010年全部退役，新一代载人航天系统“猎户座”飞船将于2015年服役。“猎户座”飞船将担负美国人重返月球和载人探索火星的重任。

1.战神系列火箭新发动机

美国宇航局新一代载人航天系统“猎户座”被称为“吃了类固醇的阿波罗”，因为它与美国航天项目初期的阿波罗飞船十分相似。这种相似并不是都在表面；“战神1号”和“战神5号”运载火箭的上面级由J-2发动机的改进型驱动。J-2发动机曾是“阿波罗”项目“土星1号”和“土星5号”的动力系统。在这张照片中，称为J-2X的新发动机核心组件准备在位于密西西比州圣路易湾市附近的美宇航局斯坦尼斯航天中心进行测试。

2.猎户座飞船

“星座”计划中的“猎户座”飞船外观看上去同阿波罗飞船一样，但实际上前者比后者大的多。飞赴月球的“阿波罗”飞船携带3名宇航员，“猎户座”飞船则可以装载6名宇航员。在这张照片中，“猎户座”飞船模型正被运到弗吉尼亚州汉普顿市美宇航局兰利研究中心的飞机库。

3.“战神”火箭末级模型

战神”火箭将于明年进行首次试飞。这次试飞代号为“战神I-X”，将涉及“战神”火箭的末级模型。在这张照片中，美宇航局格伦研究中心的技术人员正在调试“战神”火箭的末级模型片断。

4.“战神”火箭末级模拟器片段

美宇航局肯尼迪航天中心飞行器装配大楼里面的“末级模拟器”片段，它们将用在定于明年进行的“战神I-X”试飞中。按照初步计划，“战神1号”火箭将会把宇航员送入国际空间站，而“战神5号”则承担着将宇航员和设备送上月球、近地小行星甚至是火星的重任。

5.逃逸塔

“战神1号”有一个逃逸塔，一旦出现紧急情况，逃逸塔会把“猎户座”飞船同“战神”火箭脱离，这样，发射任务也就流产。在这张照片中，美国武器与航天系统公司Alliant Techsystems的技术人员正在犹他州普瑞蒙特瑞试验支架上检查一个应急分离火箭发动机。

6.“战神5号”火箭模型风洞测试

“战神5号”火箭比当前的航天飞机高出一截，将使用液态燃料发动机和两个固体火箭发动机，这一配置同航天飞机相似。在这张照片中，技术人员正在位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔航天中心进行“战神5号”火箭模型的风洞测试。测试结果表明零部件周围的气流是声音速度的4.5倍。

7.“战神5号”两级火箭分离

在这张概念设计图中，“战神5号”重型火箭的第一级和第二级在发射后分离。照片是根据阿波罗计划早期照片和影片绘制的。

8.猎户座飞船试飞

9.猎户座飞船气囊系统

随着“星座”计划从概念走向开发阶段，美宇航局因为预算和物理学等因素被迫作出许多改变。根据最初的计划，“猎户座”飞船将返回地球，在陆地着陆，就像俄罗斯“联盟”号飞船一样。但是，返航着陆所需要的气囊系统的重量对“猎户座”飞船是个巨大负担，所以，美宇航局现正在集中研究实施类似阿波罗飞船那样的海上溅落。

10.猎鹰1号

随着美宇航局航天飞机退役日期日益临近，如何将宇航员和设备送入国际空间站变得愈加紧迫。届时，俄罗斯“联盟”号飞船将是载送人员往返于国际空间站的唯一飞行器，欧洲航天局一直在开发货运飞船，日本航天机构也启动了这方面的研究计划。美宇航局还将依赖于两个私营公司向太空运送货物，它们分别是总部设在加州霍桑的空间探索技术公司(简称SpaceX)和总部设在弗吉尼亚州杜勒斯的轨道科学公司。这张示意图是空间探索技术公司发射“猎鹰1号”的演示飞行。“猎鹰1号”为单引擎火箭，是9个引擎的火箭“猎鹰9号”雏形，将用于向国际空间站运送货物。

11.猎鹰9号

空间探索技术公司在得克萨斯州麦格雷戈测试9个引擎的发射系统“猎鹰9号”。该公司计划在2009年从佛罗里达州首次试射“猎鹰9号”火箭。空间探索技术公司还希望通过“猎鹰9号”火箭将宇航员送入国际空间站，但美宇航局并未与该公司签署资助其开发人员运输能力的协议。