近30年来，由哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号构成的航天飞机家族，历经上百次发射任务，将航天员和货物送往近地轨道。它们执行过的任务包括负荷运载、科学舱发射、精密装配以及国际空间站维护。它们也被用于飞行状态下自身及其他卫星的检修、超精度轨道雷达测绘、系绳实验和细微接近推进。而这些功能并未完全来源于设计之初的构想框架，因此某种意义上航天飞机的进步历程打破了“形式服从功能”的设计常规，也以出色的表现完美超越了其建造者的梦想。

　　与航天飞机相比，当前的运载火箭可以运送同等甚至更大的可展开卫星和火箭的级。同时，一些用于执行特殊载人任务的替代航天器等也已处于研发阶段。替代产品一路高歌猛进的同时，我们还应看到现在面临的最大设计问题在于：航天飞机项目的终结我们将失去什么，而所失去的一切是否真的可以放弃。如若答案是“失去了太多！”和“无法放弃！”我们就应该认真考虑如何在新一代的航天器中重建这些功能。

失去的功能之一：既有太空设备大型附加舱的平稳运送

　　2002年的一次发射，哥伦比亚号破云而出

　　与其他运载方式相比，航天飞机的有效载荷舱能提供相对最低的加速度、震动和噪音环境，这便意味着能从多个方面节省开支，大型组件的建造成本同时也可以大幅降低。航天飞机的舱内备有运送设备，能将货物移动到接近目标地的位置，然后再由机械臂小心完成安装。假如失去这项功能，这些组件的结构就不得不制造的更加坚固，以承担升空过程中的巨大压力，显然，这会使它们重量大增。而更糟糕的是，失去了航天飞机装配协助，组件可能就必须加装附件以获得机动能力，而在现有结构上加装附件会造成显著的机械应力，这种应力将会让设计师们焦头烂额。此外根据航天飞机的设计，一旦遇到意外情况，它可以允许载荷舱完整收回，这样便能部分缓解斥资制造备份组件的压力。

失去的功能之二：携带货物平稳着陆

　　挑战者号失事图片

　　航天飞机的载荷舱能够搭载专业实验舱进入轨道并重新将其带回地面重复使用。它也能回收大型宇宙飞船和飞船组件进行维修并重新部署。另外，航天飞机采用滑翔式返回，因此回归大气层的压力不会超过1.5g，几名航天员甚至曾在大部分的降落过程中保持站立姿势，以展示这种优异的性能。如果没有了航天飞机，可回收设备的尺寸便会受到很大的限制，因为设备返回过程中将要经受严峻的压力和振动考验。为了替代航天飞机运载大型设备的能力，目前NASA不得不研发可膨胀的充气式隔热罩。但即便有这种隔热罩，设备依然难以避免巨大的返回和着陆压力。

失去的功能之三：高安全系数的“亲密接触”

　　今年二月发现号最后一次升空

　　航天飞机的长度允许它使用鼻锥和尾部的推进器进行十分细微的机动，把飞机准确推动到返回式卫星等小目标和需要维修的轨道仪器附近。一旦这些设备出现在有效载荷舱的上方，航天飞机便转变到一种称为z坐标（z axis）的控制模式。在这种模式下，目标物体一般不会成为前端和后端的推进器的障碍，这样就能避免目标被发动机推进剂污染，也就无需来回推动目标物体。还有一种更加细微的推进模式，称为“低z坐标”，这种模式是通过启动鼻锥端和尾端略微倾斜于水平方向的平衡推进器来实现。尽管这种推进方式比较古怪，但“低z坐标”模式是航天飞机由幸运巧合而诞生代表功能之一，该功能在很多卫星回收修理任务中起到非常关键的作用，这其中就包括著名的哈勃望远镜修理任务。航天飞机这种细微推进能力是之前曾设计，建造过的航天器所不具备的，而如果任何其他航天器试图进行类似的亲密接触，很可能就会遭受严重的损伤。

失去的功能之四：轨道实验、修理和其他装配任务的临时工作平台

　　从国际空间站拍到的亚特兰蒂斯号

　　货车车厢大小的载荷舱可以作为卫星精密修理的临时平台，它曾发挥过以下功能：为失去动力的卫星安装火箭的级，对太阳帆板和空间站主梁的展开进行测试，作为20千米绳系载荷部署的平台，以及特殊用途空间站的装配和维护。另外航天飞机还允许两人（甚至有一次三人）进行多次太空行走，这也拓展了手动维护的范围，使太空设备的组件可以轻易运回舱内进行维护并再次放回。得益于航天飞机的尺寸，航天员可以灵活携带补充工具和备件进入轨道，另外它还能提供外部公用电源和通讯系统，这些都是阿波罗，猎户座以及联盟系列飞船无法企及的。

失去的功能之五：携带专业设备进行超精度轨道勘测

　　勇气号在太空

　　一些特殊的勘测任务要求航天飞机在太空完成杂技般精准的动作，任务需要将携带的观察设备调整到极其精确的位置。比如，雷达地形勘察任务便要求飞机航行位置绝对准确，以保证多次任务的叠加效果等同于多架航天飞机同时编队的测绘效果，因此观测过程中必须要用微型推进器对航线扰动进行不断修正。

失去的功能之六：灵活的机组成员构成

　　航天飞机可搭载六到七人（甚至有一次八人）进入轨道，并允许三到四名职业宇航员招待来自于科研领域的客人。尽管一些职业宇航员也曾是科学家，但由于之前尺寸稍小的运载工具对飞行机组专业性要求很高，使他们不得不离开实验室进行长达10年以上的专业飞行训练，因此尽管他们大都才华横溢。但毕竟也长期远离了最前沿的科学研究和专业技能。而拥有七人机组的航天飞机编组就灵活许多，它甚至可以预留出空间给偶尔莅临的政治家，教师甚至记者等VIP乘员。

　　一个无法回避的事实是这些功能大都耗资巨大，以致整个航天飞机项目大大超出计划预算。更不幸的是，因为操作失误，还有两架航天飞机不幸失事。但是航天飞机表现出的宝贵能力却又经常远超预期，而这一切在过去几年里才变得清晰起来。

　　其实最后一点也可以算是对未来航天器设计者和空间探索理论家们提出得忠告：如果建造宇宙飞船或其他太空设备的过程，始终遵循预定的构想和有限的功能（正如NASA现在所为），那最终得到的也只有这些或稍多一点。就永远无法像曾经辉煌的航天飞机那样，不只局限于飞行器的最初设计，而是始终寻求新思路，谋求新功能，从而得到越来越有效的应用。我想应该没有人会质疑苍穹的太空总是充满各种意外，所以就航天器而言，只有不断探索新功能才是唯一应对未知状况的必由之路。

　　毫无疑问，当前处于设计阶段的下一代航天器将同时面临巨大的机遇和未知的挑战。但是如果我们意识不到循规蹈矩的设计构想永远无法满足外太空的意外因素这个前提，那便无法理解这些新的航天器计划将令我们失去什么。至于航天飞机，我们已经逐渐摸索出应对各种问题的能力而现在却又要面临失去的风险，我想当前最好还是考虑如何替代它们而不是完全放弃。只有这样，我们才能把握未来航天器的发展方向，做好在未知的太空领域应对一切意外情况的准备。