▲ 着陆测试

基本设计

CST-100飞船采用和阿波罗飞船类似的两舱型设计，底部为提供推进和能源的服务舱，顶部为搭载航天员的乘员舱。基本结构与不连接登月舱的阿波罗飞船相比，CST-100飞船看起来外形要更短一些，服务舱和乘员舱的总长度仅为5.03米，大大小于阿波罗飞船11米的总长。但是CST-100所提供给航天员使用的座舱体积还要略大于阿波罗飞船，缩短的长度主要来自于服务舱长度的减小。CST-100一次飞行最多可搭载7名航天员，比阿波罗飞船的3名多了一倍多。CST-100飞船顶部装配了NASA（美国宇航局）对接系统，能够与国际空间站目前安装的设备匹配，完成对接。CST-100飞船的全重为13吨，飞船自身独立飞行的最长时间为60小时；而与国际空间站完成对接后，在空间站上的最长驻留时间则为210天。

在人们的印象中，宇宙飞船座舱内充满了各类复杂的仪表和按键，航天员们在进入飞船后需要处于全神贯注的工作状态，掌握飞船的飞行状态，对飞船进行操控。而波音公司在新一代飞船的设计中，则更希望能给航天员们提供更好的飞行体验，将他们从紧张的工作中解脱，使他们能够更充分地享受太空飞行。在CST-100座舱内部的设计中，波音公司引入了在波音787和波音737-Max民航客机上成功采用的“波音LED天空灯光”系统，能够通过内部光照的变化使航天员产生身处太空之中的感觉。通过这样的灯光系统和LED显示屏相互配合，“波音”可以让未来的太空乘客以虚拟方式感受外部的太空世界，尽量减少在飞船上设置的舷窗数量。除为了进行对接操作而必须设置的舷窗外，其他舷窗都可以取消，从而减少了飞船的重量和成本。

按照NASA的商业航天项目运作原则，CST-100飞船的产权属于波音公司，在满足相关资助合同上的NASA需求后，波音公司可以按照自身的意愿将飞船用于其他业务。目前，波音公司已经透露了和其他公司合作开展太空旅游业务的意向。在执行太空旅游任务时，飞船也会进行相应的改装，去除不必要的部件。

在目前的民航飞行中，飞行员在大部分时间里只需监控自动驾驶仪工作，输入一些必要的控制信息，无需像以前的飞行员一样在整个飞行过程中始终使用操作杆和脚舵操控飞机。CST-100的飞行控制系统采用了高度自动化的设计，在从地面发射到对接国际空间站的全过程中，航天员无需对飞船施加任何控制操作。飞船既可以完全依靠自身的自动化系统完成飞行，又能在地面的指令下完成飞行。不过，为了安全起见，飞船仍然保留了手控操纵的功能。目前，航天员们已经在模拟器中开始了CST-100的驾驶训练。从外观上看，CST-100的驾驶台由几块面积较大的触摸屏构成，触摸屏上交互式的显示控制方式代替了以往的飞船座舱中的大量按键。

▲ 宇宙神5火箭送CST-100飞船升空

回收方式

目前，无论是火箭还是飞船，可回收再用技术都已经成为了新一代宇航系统的“标配”。CST-100飞船的乘员舱具有10次左右的回收再用能力。

在航天飞机出现前，美国的水星、双子座、阿波罗等飞船都采用乘员舱在海上着陆的方式。由于海水能够提供一定的缓冲，因此乘员舱在使用降落伞减速后，无需再装配制动火箭发动机来进行着陆前的减速。然而，这种方式也有着不小的弊端。着陆过程一旦出现偏差，灌入的海水可能使航天员溺水。如果着陆位置偏离预定区域，对航天员的海上搜救也可能无法及时到位。

▲ CST-100飞船

CST-100飞船将不再使用海上回收的方式，而改在陆地上进行回收。在着陆过程中，飞船乘员舱底部的防热罩将在约1500米高度时抛弃，露出布置在防热罩内的缓冲气囊。在落地前，缓冲气囊将充气展开，为落地提供缓冲。与汽车上常见的以爆炸方式展开的安全气囊不同的是，飞船的气囊是通过充入氮气与氧气的混合气体展开的。

2012年，波音公司在美国内华达州的沙漠上开展了乘员舱着陆的模拟实验。直升机将一个乘员舱模型吊运到3000多米的高度后释放，乘员舱展开三个主降落伞，来降低着陆速度。在着陆前，六个缓冲气囊成功展开，验证了着陆回收技术。 未来，这种飞船可能会在美国的新墨西哥州地区、白沙地区的着陆场着陆。

除了可回收功能外，CST-100飞船还具备自主逃逸功能。万一发射过程中火箭出现险情，位于服务舱底部的四个RS-88型发动机将点火工作，将飞船带离火箭，保证航天员的安全。RS-88是一种以乙醇和液氧为燃料的的发动机，单台推力可达220千牛。比起逃逸塔等其他逃逸方案，用于逃逸的发动机还可以用于飞船的变轨等操作，实现了“一机多用”，从而在一定程度上减小了飞船系统的重量。除了发动机外，服务舱上还布置了太阳能电池阵列，为飞船提供约2.9千瓦的电能供应。由于电池阵就布置在飞船服务舱外部、微流星防护罩之后，因此飞船没有装备太阳能电池帆板，不像其他航天器一样在飞行时要展开一对“翅膀”。

▲ 航天员在模拟机内工作

▲ 航天员在“家徒四壁”的摸拟机上体验

▲ RS-88发动机试车

发射载具

按照波音公司的设想，CST-100飞船可以和现役的德尔塔 IV型、猎鹰9型、宇宙神5型火箭和尚在研发之中的火神火箭发射，但目前已经进入日程的前几次发射都会由宇宙神5型火箭来执行。宇宙神5型火箭是一种于2002年首飞的运载火箭，目前已成功执行过77次航天发射。“宇宙神5”可以根据发射载荷的具体情况，使用不同的构型。发射CST-100飞船的是宇宙神5型火箭的N22构型。在这种构型中，火箭将使用两个AJ-60A固体助推器，与装备了俄罗斯制造的RD-180液氧煤油发动机的芯一级共同提供起飞时的推力。火箭的第二级为“半人马座”型上面级，具备在轨道上多次开关机和自主飞行的能力。由于飞船本身就采用了钝头体的外形设计，因此这种飞船可以直接安装到火箭顶部，不会像我国的神舟飞船和俄罗斯的联盟号飞船一样，在飞船外附加整流罩。

CST-100飞船计划使用卡纳维拉尔角空军基地的41号综合发射设施进行发射。这个设施在历史上曾经发射过“大力神”“宇宙神”等多种火箭，宇宙神5火箭的第一次飞行就是在这个发射台上完成的。火箭与飞船的组装将在发射试射所属的垂直总装厂房中完成。之后，两台履带车将把组装好的火箭转移到发射台上。为了进行载人航天飞行，整套发射装置都要进行必要的改装，增加紧急情况的探测系统和供航天员紧急撤离的装置。和飞船一样，整套发射装置也必须通过NASA有关安全性的评审，才能投入使用。