前言
　　迄今为止，美国是世界上载人航天技术发展水平最高的国家。在多年的时间里，经历了无人飞船、单人飞船、多人飞船、短期性空间站和长期性空间站等发展阶段，先后突破了将航天员送入空间并安全返回地面、飞船空间交会对接以及航天员出舱活动等载人航天基本技术。进入新世纪以来，美国为保持其载人航天领域的领先地位，制定新的载人航天发展战略，提出空间探索新构想，通过星座计划发展新一代载人航天运载器，以期重返月球。

　　一、发展历程
　　美国航天技术的发展始于20世纪50年代后期。1957年10月，苏联首次成功发射了人造地球卫星，给美国造成了极大震动，美国总统艾森豪威尔立即授权美国国防部统管美国的航天计划。1958年2月，美国防部组建了高级研究计划局负责具体组织实施美国航天计划。同年10月，美国会通过“航空航天法”，组建美国国家航空航天局（NASA），负责统管民用航天活动。美国为谋求和保持空间领先地位，在空间竞赛中战胜苏联，自1958年成立国家航空航天局之后实施了一系列载人航天计划。

　　1．从“水星”到“阿波罗”计划　
　　“水星”计划是美国1958年开始实施的第一个载人航天计划。鉴于当时与苏联竞争紧迫形势，该计划的基本指导思想是尽可能利用已经掌握的技术和成果，以最快的速度和简单可靠的方式抢先把人送上天。但事实上，当苏联于1961年4月12日把航天员加加林送上天成功地完成轨道飞行时，“水星”飞船尚处于无人试验阶段，直到1962年才进行首次载人轨道飞行。“水星”计划于1963年结束，共完成25次飞行试验，其中包括4次动物飞行，2次载人弹道飞行，4次载人轨道飞行，耗资约4亿美元。
美国通过“水星”计划证明人能够在空间环境中生存和有效地驾驶飞船，也取得了载人飞船设计的初步经验。但是在这一回合的载人航天竞争中输给了苏联，突出表现为载人上天的时间落后于苏联，航天运载能力也处于劣势。为改变这种局面，经美国国家航空航天局和冯·布劳恩等火箭专家论证，提出美国在20世纪60年代经过努力能够达到而又刚好超出苏联能力的目标是载人登月。于是，美国总统肯尼迪于1961年5月25日宣布了“阿波罗”载人登月计划。　　
　　作为从“水星”到“阿波罗”计划之间过渡，美国于1961年11月至1966年11月实施了“双子星座”计划。其主要任务是研究、发展载人登月的技术和训练航天员长时间飞行及出舱活动的能力。该计划历时5年，完成了10次环地轨道载人飞行，每次2人，共花费12.8亿美元。此外，美国为实施“阿波罗”计划还研制了“徘徊者”、“勘测者”、“月球轨道环行器”无人月球探测器、土星族重型运载火箭，以及由逃逸系统、指令舱、服务舱和登月舱组成的阿波罗飞船，这些工作为1969年把人送上月球奠定了坚实的技术基础。
　　“阿波罗”计划从1961年开始实施至1972年结束，共花费240亿美元，先后完成6次登月飞行，把12人送上月球并安全返回地面。它不仅实现了美国赶超苏联的政治目的，同时也带动了美国科学技术特别是推进、制导、结构材料、电子学和管理科学的发展。但是，“阿波罗”计划耗资太大，几乎占用了航宇局60年代部经费的3/5，严重影响了美国空间科学和空间应用领域的发展，迫使美国重新考虑下一步的航天目标。

　　2．天空实验室与航天飞机
　　早在60年代中期，美国国家航空航天局、国家科学院、总统科学顾问委员会等部门就开始研究“阿波罗”后的载人航天计划。1969年以副总统阿格纽为组长的“航天工作组”，向总统提出了《阿波罗后续计划：未来的方针》的报告，强调美国在“阿波罗”之后应有一个“平衡”的航天计划，即空间探索与空间应用要协调发展，并提出载人火星飞行、月球基地、大型航天站和航天飞机等目标。报告发表后在社会上引起强烈争论，普遍认为花费太大。1970年3月尼克松总统在听取各方面意见后发表了20世纪70年代的空间政策声明，确定了以无人空间探测器探索太阳系，加强近地轨道航天应用和降低航天成本的原则。随后，经美国国家航空航天局和国防部进一步论证，确定了美国20世纪70年代天空实验室和航天飞机两项计划。
　　“天空实验室”原称“阿波罗”应用计划，其目的是用“阿波罗”计划剩余的土星运载火箭和载人飞船作为运输系统，以“土星－5”第三级壳体改装后作为实验舱，开展试验性空间站活动。该计划从1973年5月至1974年2月耗资25亿美元，共完成3次载人活动，进行了天文观测、地球资源勘查、生物医学和材料加工等270项试验，突出显示了人在天上长期生活和从事检查、维修、排除故障和进行科研工作的能力，还创造了连续载人航天84天的记录。
　　航天飞机是美国继“阿波罗”之后的又一项庞大航天计划。选择这个计划的主要原因是：①技术上有创新，有利于保持美国的技术领先地位；②用途广泛，可满足军民两方面发射、修理和回收卫星以及运送人员、物资等需要；③可多次重复使用，能显著降低运载成本。美国从1972年至1981年最大限度地压缩载人航天活动，集中财力研制航天飞机，经过近10年的努力终于研制成功并投入使用。到目前为止，航天飞机已完成120多次飞行，为国际空间站的建设做出了巨大贡献。
　　航天飞机是一种具有重要民用与军用价值的多用途航天器，它的出现是美国航天技术发展的一次飞跃。实现了航天运载器由一次使用向部分重复使用的过渡。但是，由于美国航天飞机在设计上过分求全，把军用与民用、运输与轨道实验、运货与运人等多种任务集于一身，同时又遇到经费不足和在计划管理上的失误等问题，致使其性能、可靠性、经济性等方面均未能达到原定指标。

　　3．空间站
　　1984年美国决定用10年时间研制永久性载人空间站，并把它作为航天飞机之后新的国家目标。其主要目的是继续保持美国空间领先地位，推进空间产业开发，并为未来建立永久性月球基地和进行载人行星探索做准备。1994年～1998年，美国航天飞机与俄罗斯和平号空间站进行过9次对接飞行试验，美国航天员在和平号上累计工作近3年，取得航天飞机与空间站交会对接以及在空间站上长期进行生命科学、微重力科学实验和对地观测等方面的经验，训练美国航天员在空间站上的生活和工作能力，从而降低 “国际空间站”研制、装配和运行中的技术风险。1998年～2001年，美国为国际空间站发射了团结号节点舱-1、第1副美国巨形太阳能电池翼、美国命运号实验舱。航天飞机复飞后，美国又发射过哥伦布号实验舱、日本希望号实验舱和加拿大机械臂等部件。目前，国际空间站已达到6人长期在轨工作的能力。
　　
　　二、发展构想
　　2004年1月14日,美国总统布什发布空间探索新构想。其基本目的是通过实施一个稳健的空间探索计划来推动美国科学、安全及经济利益的发展。美国空间探索政策执行委员会在2004年6月4日提交的研究报告中称,空间探索新构想有助于美国保持技术领先地位、增强经济活力与维护国家安全,实现空间探索新构想将支持美国在地球上的重要目标。美国空间探索新构想提出了4个目标:第一,实现持续、经济可承受的载人和无人探索太阳系和更远星体的计划。第二,拓展人类在太阳系的存在,以2020年重返月球为开端,并为人类探索火星或其他星球做准备。第三,开发创新技术、知识和基础设施,以探索和支持关于人类探索地点的决定。第四,促进国际和商业界参与探索计划,以进一步维护美国的科学、安全和经济利益。据此,美国制定了如下实施方案:恢复航天飞机安全飞行;完成国际空间站组装任务;在2010年前后完成国际空间站组装后,航天飞机退役;向月球发送无人轨道器和登陆器;最早在2015年、最迟在2020年进行载人登月飞行;进行无人探火星飞行,为未来载人探测活动做准备;进行无人探测太阳系活动。
　　
　　三、发展现状
　　2004年美国发布的空间探索新构想最终演化成现在的星座计划。按照计划，航天飞机将在2010年左右完成国际空间站的组建任务后退役，未来美国的载人航天任务将由新型火箭（阿瑞斯1和阿瑞斯5）和载人探索飞船（CEV）所组成的天地往返运输系统完成，计划在2020年前重返月球，建立月球基地。

　　1. 主导国际空间站建设与开发利用
　　国际空间站，特别是国际空间站的利用，在航天飞机退役后或将受到影响。美国对这一问题非常关注。国际空间站是以航天飞机为前提设计、建造和使用的。当前对国际空间站的利用建立在航天飞机时代的经验基础上。如今，国际空间站的建设已经接近尾声，已经实现了6人驻站目标，未来成功的关键在于是否能利用好国际空间站。迄今为止，国际空间站的重点一直是建设，未来的重点将转移到国际空间站的应用。未来的若干年，国际空间站的应用将是工作的重中之重。
航天飞机退役后，国际空间站将依赖国际商业飞行器进行货物运送，而这些飞行器的可靠性没有经过充分验证。但是商业补给能力对于国际空间站未来的运行和利用至关重要，因此很有必要激励商业航天运输服务商，敦促他们严格按照时间进度表执行任务。

　　2. 退役航天飞机
　　目前的计划是在2010财年底让航天飞机退役，最后一次飞行被安排在2010财年最后一个月进行。美国评估了目前航天飞机飞行任务表的现实情况，检查了与航天飞机相关的就业、可靠性和成本等诸多问题，并且衡量了航天飞机的继续应用可能带来的风险和收益。美国认为，未来计划安排的航天飞机任务频率是自“哥伦比亚”号航天飞机失事以来飞行任务频率的两倍，不合适的航天飞机任务进度安排和经费压力必将带来负面影响。因此，NASA应该谨慎地选择一个更现实的任务进度安排。

　　3. 发展星座计划
　　星座计划包括：阿瑞斯1运载火箭，该型火箭可以将航天员送入低地球轨道；阿瑞斯5重型运载火箭，该型火箭可以将航天员和登月设备运往月球；“猎户座”载人探索飞船，该飞船可将航天员送入低地球轨道及以远的空间；以及“牵牛星”月球着陆器和航天员探索月球所需的月表系统。目前，美国星座计划的各项目已通过方案论证，现正处于研制阶段，阿瑞斯1火箭的试验型阿瑞斯1-X完成了首次飞行试验。
　　尽管如此，自星座计划制定和公布以来，其预算就建立在航天飞机2010年退役和国际空间站2016年初退役所腾挪出来经费的基础上。自那时起，由于技术和预算原因，阿瑞斯1火箭和猎户座飞船的研发时间表就被推迟，阿瑞斯5火箭和牵牛星月球着陆器的研制工作也被延后。
　　
　　四、未来发展
　　未来，美国在近期将以国际空间站的开发利用作为主要目标，同时研制新一代载人航天运载器，并将探索月球及其以远的深空作为远期目标。
　　1．将国际空间站的开发利用作为主要目标
　　关于国际空间站的未来，美国认为应重视两个关键问题：一是从现在开始到2015年这段时间的发展，二是2015年后国际空间站的发展。美国认为，国际空间站的运行时间如果延长到2020年，其对美国和国际合作者的投资回报将显著提升。显然，如果在耗时25年的建设之后仅仅使用5年就将其废弃，这一选择是非常不明智的。如果不延长国际空间站的运行时间，必将削弱美国开展和领导国际空间合作的能力。进一步讲，必须加大国际空间站的投资，以充分挖掘国际空间站的潜在价值，因为国际空间站是最先进的国家实验室，是发展宇宙空间探索技术的大型试验平台，是拓展国际合作的重要框架。
　　
　　2．研制新一代载人航天运载器
　　美国认为，星座计划是一个合理的载人探索体系结构。以往的经验表明，绝大多数的重大航天器发展项目都会面临技术问题，研制新一代载人航天运载器也会遇到类似的问题，这些工程上的问题是可以解决的。尽管这些问题的解决必将增加经费投入，并拖延工程进度，但美国仍将沿着既定目标走下去。
　　
　　3．拓展月球以远的新领域
　　为进一步从长远实施空间探索新构想，美国制定了重返月球计划，其核心目标是在月球上建立永久基地，为人类登陆火星或更遥远的星球做准备。按照构想，登月计划的第一步是用载货运载火箭发射月球着陆器和载货舱升空；第二步是在月球着陆器和载货舱安全进入轨道后，用载人运载火箭把载有4名航天员的载人探索飞船送入近地轨道与着陆器和载货舱对接，并利用载货型运载火箭将其送往月球轨道；第三步是载有航天员的月球着陆器在月球上空轨道与载人探索飞船脱离，降落到月球表面，但载人探索飞船仍停留在月球轨道上自动运行；第四步是航天员在进行大约7天的月球探测之后，再乘月球着陆器的上升段返回月球轨道与载人探索飞船对接，航天员进入载人探索飞船；第五步是载人探索飞船抛弃月球着陆器的上升段之后飞回地球；第六步是载人探索飞船通过降落伞和气囊落至加州的爱德华空军基地或在美国西部海岸水上降落。
　　美国计划从2018年开始每年至少登月两次。重返月球计划的最后一步是在月球上建立一个由航天员生活设施、发电站和通信站等组成的月球基地。美国计划再次登月并设月球基地供航天员常驻的主要目的之一是，为未来火星登陆计划积累经验和进行相关的技术准备。