追夢者，黎明攝于NASA阿姆斯特朗研究中心跑道 Credits: NASA
以成為貨物運載的主力為目標(biāo)，空天飛機要定期發(fā)射到低地球軌道上，進行空間站補給及乘員運輸。這就對空天飛機提出了21世紀(jì)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：能經(jīng)常飛，飛得安全，幾乎哪都能降落，運營還要經(jīng)濟。因為NASA航天飛機退役而郁悶的小伙伴又可以開心了：下一代可重用空天飛機即將登場。
NASA蘭利研究中心（Langley Research Center, LaRC）在水平降落升力體（horizontal-landing (HL) lifting bodies）飛行器上花費了數(shù)十年的研究工作，終于開創(chuàng)了空天飛機的新紀(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)過大氣層的降落過程中，它寬扁的雪茄形機身下產(chǎn)生的壓強遠(yuǎn)大于機身上的壓強，進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)計變更和改進，最終進入了載人飛行實驗階段。其中，被蘭利的工程師們評估的第十個設(shè)計，諾斯洛普（Northrop）HL-10，被用于研究具體的結(jié)構(gòu)改進。在制造任何全尺寸飛行器之前，研究人員在蘭利的實驗室和風(fēng)洞對縮比模型進行了大量早期研究。
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)，共有五個型號的重型升力體飛行器進行了飛行測試，用于驗證無翼飛行器的可操縱性和降落安全性。升力體研究項目中獲取的數(shù)據(jù)對航天飛機項目的推進起到了至關(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，正在測定其低速靜穩(wěn)定和操縱特性。 Credits: NASA
新型號
1980年代，前蘇聯(lián)為當(dāng)時的暴風(fēng)雪航天飛機項目開發(fā)了小尺寸無人試驗平臺BOR-4，這促使蘭利發(fā)展HL-10的后繼型號。新型號名為 HL- 20，或“個人發(fā)射系統(tǒng)（Personal Launch System, PSL）”。這項工作的目標(biāo)很簡單：評估低成本運營的可行性，改進飛行安全性，并評估常規(guī)跑道著陸的可能性。 與PSL研究同步開展的，是在蘭利實驗室進行的風(fēng)洞測試和載人模擬著陸試驗。
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)進出方式。雖然PSL最終沒有進行飛行測試，但最終成為了塞拉內(nèi)華達(dá)公司（Sierra Nevada’s Corporation, SNC）的追夢者（Dream Chaser）型號的基礎(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年國際空間站（International Space Station, ISS）貨運任務(wù)的合同。根據(jù)NASA商業(yè)乘員計劃（Commercial Crew Program）的條款，以及作為空間法協(xié)議（Space Act Agreement）的一部分，SNC能夠為追夢者的研究和實驗使用第三方風(fēng)洞設(shè)備。這就又回到了蘭利。追夢者的縮比模型在蘭利的風(fēng)洞群（Unitary Plan Wind Tunnel）內(nèi)進行了大量實驗，收集到的氣動數(shù)據(jù)大大擴充了追夢者的性能數(shù)據(jù)庫。
NASA蘭利風(fēng)洞群中的SNC追夢者模型 Credits: NASA
雖然僅有已退役的航天飛機的四分之一那么大，追夢者還是能搭載七名乘員。雖然只有一套飛行器機身框架，但是有兩種系統(tǒng)改型，分別針對有人和無人飛行任務(wù)進行了優(yōu)化。SNC堅信，追夢者可以被重復(fù)使用15次，甚至更多，多于任何其他現(xiàn)役航天器。另一個賣點是，追夢者的任務(wù)靈活多變，可以進行遙感，衛(wèi)星維修，甚至是“碎片主動清除”，也即空間垃圾清理。