1961年，把蘇聯宇航員加加林送入太空的「東方」號飛船是第一代飛船的代表。它採用座艙和服務艙串聯的兩艙式布局，僅容納一人。第二代蘇聯飛船是「上升」號，屬於過渡型號，目的是突破太空行走技術，其中一人出艙活動，另一人留守艙內。第三代是「聯盟」號，其使命是載人登月和作為空間站的運輸工具，可搭載三人。

為了實現飛船沿著特定方向飛行，「宇航員」必須集中精力于這些圓點，識別圓點每次點亮時的顏色。對圓點色彩的專註將使大腦產生較強的腦電波信號。當測試者專註於飛船沿著正確軌道移動時，幾台計算機將協同工作讀取大腦信號並進行分析，實時呈現飛船的模擬飛行狀況。科學家們希望，通過解讀控制飛船姿態的特定大腦信號，可以開發出一套飛行操作系統，有朝一日能用在飛船駕駛艙中，取代現在密密麻麻的顯示器和按鈕。

未來的飛船什麼樣？

與「聯盟」號系列飛船一樣，「羅斯」飛船可以實現完全自主和手動交會對接，並有足夠的推力與空間站、低軌平台和不載人航天器艙對接或脫離，保證安全返回。「羅斯」的乘員艙頂部採用了可移動的空氣動力學襟翼，一旦乘員艙到達了可辨識大氣的區域，它就可以用來控制乘員艙。「羅斯」的降落與「龍2」飛船相似，它利用著陸發動機的推力實現垂直軟著陸，降落傘只在緊急情況下使用。新飛船的著陸精度將會提升到兩公里，僅為「聯盟」飛船二十公里著陸精度的十分之一。

如果把天地往返系統比作公路運輸，那麼太空梭就像是一輛載重卡車，連司機帶搭便車的7個人擠在駕駛室中，貨艙里卻經常空空如也——美國自己的商業衛星就交給更便宜的一次性運載火箭發射了。太空梭技術不切實際地複雜，也異乎尋常地昂貴，以至於在運輸衛星和人員方面沒有任何競爭力。而載人飛船則像迷你轎車，連行李箱都做得很小，省油而且便宜，在可靠的公路上開著也很安全。事實證明，太空梭生不逢時，大規模太空物流的時代遠未到來。在受到1986年和2003年兩次折翼的打擊后，NASA不得不考慮雪藏這台燒錢機器，轉而發展載人飛船也就順理成章了。

太空梭的優勢在於可以部分重複使用，但僅有飛機狀的軌道器和固體助推火箭可以重複使用，設計壽命分別為100多次和20次，而固體助推火箭還要從大西洋上打撈，體積最大的外燃料艙則是用了就扔的。載人飛船及其運載火箭雖然不能重複使用，但結構簡單rｅaｄ.９9ｃｓw•cｏｍ可靠，重量較小，發射費用低也是其優勢所在。

「獵戶座」飛船延續了「阿波羅」飛船的外形布局，所以有人稱其為「阿波羅」飛船的2.0版。但它的一系列獨到之處，使其躋身第四代飛船之列。它由乘員艙、服務艙、飛船結合段和發射逃逸系統四部分組成。乘員艙是圓錐形，服務艙是圓筒形。它與「阿波羅」的共同之處到此為止。「獵戶座」太空艙直徑約5米，總重量約25噸，是「阿波羅」可居住空間的2.5倍。「獵戶座」可乘坐6名宇航員，而「阿波羅」只能容納3人。「獵戶座」的電子系統和各項設備都反映了21世紀的最高水平。儀錶採用波音787飛機的數字式系統;控制系統是「手自一體」，在應急情況下可用手控取代自控;廢物處理系統採用國際空間站男女通用的衛生設施;艙內使用1個大氣壓的氮氧混合空氣。此外，大型太陽能電池板取代燃料電池;助推火箭燃料使用液態甲烷，可在火星、土衛六等星球上補充，彰顯適航能力。

將時針撥回到1968年，在那年上映的科幻影片《2001：太空漫遊》中有這樣一個經典蒙太奇——古猿扔向藍色天空的骨頭一下變成了在漆黑太空中翱翔的宇宙飛船。導演庫布里克和編劇阿瑟·克拉克想用這個畫面傳達人類技術的飛躍——從簡單的天然工具到複雜的載人航天器，這中間跨越了百萬年歷史。在這部影片推出之時，航天事業正發展得如火如荼，因為美蘇登月競賽的緣故，短短七年時間里，載人飛船已經進化了三代。

從此，大而全的太空梭幾乎成了NASA的一塊心病，雖然曾表演過兩次維修「哈勃」太空望遠鏡的出色太空秀，但高昂的發射費用與複雜的技術大大降低了太空梭的使用率。

在實驗中科學家使用BCI系統模擬飛船操控，發現兩個宇航員協同工作時具有較高的工作效率。模擬宇航員的測試者頭戴包含66個電極的帽狀裝置，這是一種非侵入式獲得大腦信號的方法，能夠讀取測試者的腦電圖信號。為了放大腦信號，研究小組通過計算機在屏幕上產生特殊的視覺刺|激，這將幫助被試者產生大腦信號，進而模擬飛船在太空中的狀況。「飛船」在屏幕上是一個較大的圓圈，「太陽」是一個較大的白色球體，當「飛船」逐漸接近「太陽」時，白色球體就會變大。在圓圈周圍的一組8個灰色圓點是控制飛船移動的游標，每個圓點代表不同的方向，這些圓點將以綠色或者紅色隨機點亮。

但更深層次的原因是，NASA對太空梭這種技術心有餘悸。身為NASA顧問的物理學家ｈtｔps://ｒeaｄ•９９csw•cｏｍ大衛·布林（他也是科幻作家，代表作《星潮洶湧》）這樣評論目前各式載人航天器層出不窮的局面：「這是一個令人興奮的時代！但自從1986年『挑戰者』號失事以來，美國宇航局已經異常小心。」

CST-100飛船名字中的數字100代表100公里，這是地面到太空的距離，這意味著它專門執行空間近地短途運輸任務。這一新型飛船的外形與「阿波羅」號和「獵戶座」飛船很相似，而體積卻處於它們的體積大小之間，能一次性搭載7名宇航員。其中，4個名額預留給空間站機組人員，剩下3個可以提供給太空遊客。這艘航天器的最寬處有4.5米，利用了阿波羅飛船和太空梭項目中已成熟的技術。它的創新之處還包括全船無焊接設計、現代結構以及升級版的熱控制技術方案。波音公司聲稱，這種一體化設計降低了飛船整體重量，並加快了艙體的製造速度。過去的美國載人飛船都是在海洋里濺落的，這次CST-100有望通過降落傘減速，再用安全氣囊吸收撞擊力，實現陸地著陸。CST-100可以在軌飛行長達7個月，返回地球后再更換防熱系統，進行翻新。為了達到經濟性，每一個獨立的小艙室都被設計為充分使用，可實現10次太空飛行。

「獵戶座」還是美國第一種能夠在陸地上降落的飛船。它採用了降落傘與反推火箭相結合的回收系統，使乘員艙能像「神舟」飛船一樣在陸地上著陸，不必像美國前三代飛船一樣出動艦隊打撈。為了取代昂貴且高風險的太空梭，「獵戶座」也得有些相對於太空梭的「絕活」：例如它的乘員艙能部分重複使用，每一個乘員艙最多可重複使用10次;防熱系統比太空梭的更安全可靠，絕不會發生隔熱瓦損壞造成機毀人亡的慘劇;因為飛船在發射時頂部設有逃逸塔系統，一旦在發射時出現故障，可迅速帶飛船飛至安全區域。這些措施可使事故概率從太空梭的1/220降低為1/2000。「獵戶座」與NASA過去的載人飛船不同的一個特點是，增加了兩個太陽能電池帆板。按照最新計劃，重獲新生的「獵戶座」飛船將在2017年執行首次無人飛行任務，並於2021年實現載人飛行。

上述飛船稱霸太空將近40年，直到1999年中國「神舟」號飛船首飛，才打破了載人航天兩家獨大的局面。

1986年，「挑戰者」號太空梭因為一個密封圈失效而凌空爆炸后，美國空軍拋棄了使用太空梭發射軍事衛星的幻想，轉而投資于可靠性更高、價格更便宜的一次性運載火箭。

read.99csw.com太空梭的優勢還在於發射和降落時衝擊較小，普通人經過訓練也可乘坐，不過價格不菲，NASA給每次太空梭飛行商業發射標價為1.55億美元。要發射一顆中型商業衛星，用中國的運載火箭只需1500萬美元，而用太空梭則要花費8000萬美元。

今年5月，SpaceX研製的無人「龍」號飛船被國際空間站機械手臂抓住，實現對接和物資運送。這次成功的飛行證明了「龍」飛船不僅僅可以將貨物送到國際空間站，而且還可以重複使用。這是第一艘完成此項任務的商業太空船。此外，「龍」飛船還可以搭載一名宇航員。儘管技術先進，但是「龍」飛船仍然使用老式的著陸方式——像「阿波羅」任務那樣落入大海后再打撈回收。而第二代「龍」飛船則安裝了被稱為「蚱蜢」的反推火箭，可以垂直降落在地面上。巧妙的是，如果飛船在上升階段遇險，這些發動機可以作為應急救生的動力。「龍2」飛船外形也極具創新性，過去的飛船一般都是軸對稱幾何體，它卻擁有非軸對稱的扁平外形，這種形狀可以提高再入大氣層時的升阻比，讓航天員在返回時更舒服，並減小氣動加熱而便於重複使用。「龍2」飛船可運載7名宇航員抵達近地軌道空間站乃至更加遙遠的目的地，比如說火星——SpaceX公司總裁艾龍-馬斯科聲稱，他建立公司的首要目標就是幫助人類成為一個多行星居住的種族。這位被譽為「現實版鋼鐵俠」的極客大亨還透露了「龍2」飛船的一些亮點，他說：「它的側面安裝有推進系統和供宇航員向外觀察的大舷窗，底部還有著可以彈出的著陸支架，看起來像一艘外星飛船。」

無論是「羅斯」還是「獵戶座」，它們的目的地都不止於近地軌道，它們均具有能把宇航員送到月球並安全返回的實力;至於將宇航員運送到火星、小行星或太陽系的其他天體附近——就看哪個國家肯為這種巡遊買單了。

看樣子，《星際迷航》系列影片中船長發出口頭指令，船員跑來跑去執行操作命令的忙碌艦橋場景很快就要過時了，畢竟那屬於20世紀60年代的想象，新世紀的星艦將可以做到「身未動、心已遠」。

雖然中國載人航天工程起步較晚，但並不是從最簡單的飛船起步，先搞兩艙段單人飛船，然後才研製多人飛船，而是一步邁過美蘇的40年發展歷程，實現了跨越式的發展。中國航天工作者博採眾家之長，一步到位地研製了多人多艙的第三代載人飛船——「神舟」飛船，實現了載人飛船技術的跨越https://read.99csw.com式發展。

回到NASA太空計程車的競爭故事中。此前曾被看好的內華達山脈太空系統公司是參与競標的第三家公司，它的設計方案是使用一架小型太空梭，放在運載火箭頂端發射入軌，它能夠載著宇航員在飛機跑道上水平降落。這架名為「追夢者」的小型太空梭也能運載七名宇航員來往于天地之間。「追夢者」的外觀雖然科幻，但其原型就是NASA在20世紀80年代提出的HL-20升力體構形。NASA已經在過去的兩年裡向該公司提供了超過一億美元的商業載人航天項目資金來幫助「追夢者」的發展。「追夢者」也很爭氣，目前已完成了全部風洞試驗，驗證了小型太空梭與火箭集成時的性能。但不利之處在於，它與波音的CST-100都要使用「阿特拉斯5」運載火箭發射，這種火箭需使用俄制RD-180發動機，有斷貨的風險。

國外的載人飛船，如蘇聯的「東方」號飛船是單人單艙飛船，美國的「水星」號飛船是單人雙艙飛船，航天員只能半躺在座椅上，在狹小的空間里，完成按電鈕、拉手柄等操作動作。「神舟」飛船因採用多艙段結構，飛船內部空間較大，可同時容納三名航天員工作生活。目前，「神舟」飛船是在軌道上運行的個頭最大的載人飛船，且從未出現過安全事故，難怪電影《地心引力》中要安排「神舟」飛船作為遇險美國宇航員的救命稻草。

儘管蘇、美的載人飛船在外形與結構上有很大不同，屬於科技發展譜系樹上的不同分支，但按照飛船功能和技術水平劃分，美國的三代載人飛船與蘇聯飛船具有兩兩對應的關係。因此，我們可以把兩個國家在同時代發展出的飛船看作是「遠親」。第一代美國飛船是1961年4月至1963年6月使用的「水星」號，只能搭載一人。第二代是1965年投入使用的「雙子星座」號飛船，可容納二人，它驗證了交會對接與太空行走技術，這些技術是登月時必需的。「阿波羅」號飛船是美國的第三代飛船，也是目前唯一發射成功的登月飛船，為圓錐形的三艙結構，乘員三人。

儘管蘇聯飛船曾創造多項航天史的「第一」，但早期飛船技術並不成熟。女宇航員捷列什科娃在1963年乘「東方6號」飛船繞地球飛行了48周后返回地面，成為第一個進入太空的女性。但這次旅程並不愉快，「東方6號」飛船很小，她只能半躺著度過了三晝夜。而且飛船的自動控制系統也出現了失誤，捷列什科娃回憶說：「這個秘密我保守了三十年。本來應該開動下降系統，但按計劃規定卻是提高飛行速度，改變軌道，飛離地球。」好在她及時發現了這個錯誤並向飛行管read.99csw.com理中心彙報。得到指令后，她啟動了下降系統並順利著陸。當時，蘇聯和美國的宇航技術都還很不發達，遠未完善。

2014年9月16日，美國航空航天局（NASA）宣布，在運送宇航員到國際空間站項目的競爭中，波音和太空探索技術（SpaceX）公司成了贏家。美國宇航員最早可在2017年乘坐這兩家公司分別研製的CST-100飛船和「龍2」型（Dragon 2）飛船，從美國本土飛上太空。此前，因為太空梭退役，美國不得不向俄羅斯支付每個「座位」7000萬美元的高價，把自己的宇航員送上自己主導建設的空間站。這一合同的簽訂，標志著喧囂多年的太空計程車競爭塵埃落定，私營企業首次躋身載人航天領域。

「阿波羅」登月成功后，美國匆忙放棄了飛船路線，轉而發展更具科幻感的可重複使用天地往返工具——太空梭。20世紀70年代初，美國空軍承諾幫助NASA遊說國會通過太空梭的預算，作為交換，太空梭將按照美國空軍的特定要求設計，空軍擁有兩架太空梭的使用權。太空梭的設計運載能力也從11噸提升至中央情報局期望的29噸，這樣就可以滿足發射下一代偵察衛星的需要。

航天大國俄羅斯同樣也在努力研製新一代載人飛船。新飛船名叫「羅斯」，這是俄國的古名。飛船返回艙的最大直徑為4.4米，是「聯盟」號飛船直徑的兩倍多，最多可容納6人，同時還可在地面和軌道之間往返運輸重約半噸的物資。儘管「羅斯」表面上與美國的「獵戶座」相似，但是卻有明顯區別，體現出了俄羅斯特色。新一代飛船的乘員艙可重複使用10次，壽命15年。該乘員艙將採用可重複使用的防熱瓦，這不同於傳統的燒蝕性絕熱系統，這種材料可以在再入地球大氣期間分層燃燒。俄羅斯的這種做法與美國相反，美國的「獵戶座」防熱材料採用「阿波羅」時代的燒蝕性絕熱系統，而已退役的太空梭則採用防熱瓦。「羅斯」飛船的造價預計將比美國的「獵戶座」便宜三分之二。

美國政府之所以要進行「太空計程車」的招標，原因在於官方主導研製的「獵戶座」飛船進展緩慢，沒能儘快填補太空梭退役后的空缺。

太空梭駕駛艙可能是世界上屏幕和按鈕密度最高的地方。宇航員不但要熟記這些設備的位置和功能，還要帶一本厚厚的使用手冊備用。而在微重力環境下，厚重的宇航服又使肢體運動極其不便。如何解決控制界面過於複雜而操控動作不便展開的矛盾？英國艾塞克斯大學的一個研究小組想出一個解決方案——使用大腦-計算機界面（BCI）控制宇宙飛船。