2011 年航天飞机退役后，为了替代往返国际空间站的货物和乘员运输服务，美国开发了一种新方法从美国商业实体采购这些服务。 2014 年 1 月 9 日，轨道科学公司（最初被选中提供货物运输服务的两家公司之一）启动了其天鹅座航天器的首次运行任务。 在空间站停留一个月期间，Expedition 38 号上的船员卸下了货物，然后装满了垃圾和不需要的设备，然后将其释放以进行破坏性的再入。 政府采购私营企业服务的新颖方式，开启了载人航天探索的新篇章。
2004年1月14日，乔治·W·布什总统宣布了太空探索愿景（VSE）。 除了提议重返月球之外，VSE 还见证了航天飞机在完成空间站组装后的退役。 VSE 鼓励 NASA 尽快获得空间站的商业货运服务，NASA 局长迈克尔·D·格里芬 (Michael D. Griffin) 于 2005 年 11 月成立了商业载人与货运项目办公室 (C3PO)。该项目开创了空间站的新商业模式该机构表示，美国宇航局不再与私营企业签订传统的采购合同来提供硬件和服务，而是依靠这些公司投资自己的资金来开发所需的航天器和火箭。 然后该机构从这些公司购买了运输服务。 C3PO 设计了一个两阶段的流程来开发空间站的货物补给服务 – 商业轨道运输系统（COTS）计划为商业实体开发和展示可靠的商业服务，然后是商业补给服务（CRS）计划来实际交付货物运往空间站。 2006年8月18日，美国宇航局宣布，位于加利福尼亚州霍桑市的太空探索公司（SpaceX）和总部位于俄克拉荷马州俄克拉荷马城的火箭飞机奇石乐（RpK）赢得了第一轮COTS竞赛，并签署了太空法案协议（SAA）与两家公司。 2007年10月，NASA终止了与RpK的协议，因为该公司没有筹集到足够的资金。 经过第二轮竞争后，NASA 于 2008 年 2 月 19 日选择并与弗吉尼亚州杜勒斯的轨道科学公司 (Orbital) 签署了 SAA。
左图：工作人员将 Cygnus 质量模拟器与其 Antares 运载火箭集成在一起。 右图：2013 年首次发射 Antares 火箭，携带天鹅座质量模拟器。
意大利航空航天公司泰雷兹阿莱尼亚航天公司凭借其为欧洲航天局建造哥伦布研究舱和空间站多用途后勤舱的经验，建造了轨道公司的天鹅座货运飞船。 Orbital 开发了两级 Antares 火箭来发射天鹅座飞船。 2008 年 12 月 23 日，NASA 宣布将第一批 CRS 合同授予 SpaceX，使用其 Dragon 飞船执行 12 次空间站补给任务，并授予 Orbital 执行 8 次任务，2015 年又增加了 8 次 Dragon 和 3 次 Cygnus 飞行。 2016 年 1 月 14 日，第二份 CRS-2 合同不仅保证了至少 6 次 SpaceX 和 Orbital 任务，还增加了第三家承包商——位于内华达州斯帕克斯的内华达山脉公司 (Sierra Nevada Corporation)，以提供至少 6 次货运版 CRS-2 飞行。他们的追梦者可重复使用太空飞机。 2013 年 4 月 21 日，轨道公司从弗吉尼亚州沃洛普斯岛的大西洋中部地区航天港发射了安塔瑞斯火箭的首次试飞，测试有效载荷模拟了天鹅座航天器的质量。 该任务的目标不包括接近空间站，质量模拟器在 5 月 10 日重返大气层时被烧毁。
左图：承载天鹅座演示 1 任务的安塔瑞斯火箭升空。 中：天鹅座演示航天器在停泊在空间站之前被 Canadaarm2 抓住。 右图：欧洲航天局第 37 号探险队成员卢卡·S·帕尔米塔诺 (Luca S. Parmitano) 在执行前往空间站的演示任务期间，位于天鹅座飞船内。
Orbital 执行了一次名为 Cygnus Demo 1 的演示任务，于 2013 年 9 月 18 日发射。该公司开创了以已故宇航员或其他航空航天名人的名字命名其航天器的传统，并将第一艘航天器命名为 G. David Low，以纪念前者。于 2008 年去世的宇航员兼轨道公司员工。轨道公司高管、刘氏 1984 届校友弗兰克·L·卡尔伯森 (Frank L. Culbertson) 在飞行前新闻发布会上表示，“我们非常自豪地命名 [it] G.大卫·洛。” 发射 11 天后，来自欧洲航天局的 Expedition 37 宇航员卢卡·S·帕尔米塔诺 (Luca S. Parmitano) 用 Canadaarm2 远程操纵器系统抓住了航天器，并将其停泊在空间站 Node 2 Harmony 模块的最低点或面向地球的端口。 船员们卸下了它带来的 1,543 磅补给品，并于 10 月 22 日将其卸下，装载着 2,850 磅货物进行处置。 第二天，天鹅座启动了发动机，开始在太平洋上空重新进入大气层。 此次任务完成了轨道公司货运车辆的飞行认证。
左：首次执行天鹅座货运补给任务的升空。 中：空间站的 Canadaarm2 机械臂即将捕获第一艘运行的天鹅座航天器，名为 SS C. Gordon Fullerton。 右：第一架增强型天鹅座于 2015 年抵达空间站； 与较小的标准天鹅座进行比较。
轨道公司首次向空间站进行货物补给任务的任务补丁。
第一个天鹅座任务被命名为 Orb-1，于 2014 年 1 月 9 日开始。这艘以去年去世的 NASA 宇航员 C. Gordon Fullerton 命名的航天器三天后抵达空间站。 Expedition 38 号机组成员 NASA 宇航员迈克尔·S·霍普金斯 (Michael S. Hopkins) 使用 Canadaarm2 将其抓住并停泊在 Harmony 舱上。 船上的工作人员卸下了飞船带到空间站的 2,780 磅补给品，并于 2 月 18 日将其停泊在地面上。它还处理了 3,240 磅垃圾和其他不需要的货物。 迄今为止，已有 19 艘天鹅座飞船向空间站运送了超过 64 吨的后勤物资，只有一次发射失败，即 2014 年 10 月的 Orb-3 任务。这次发射失败以及 2015 年 6 月与 SpaceX 合作的一次发射失败凸显了这一决定的明智性使用两个独立的系统将货物发射到空间站。 从 2015 年底开始，Orbital 推出了增强型 Cygnus，其内部容积增加了 50%，可以运载更多货物。 除了升级其航天器和火箭外，Orbital 多年来还进行了一些公司重组，首先于 2015 年与 Alliant Technologies 合并，成立 Orbital ATK。 2018 年，诺斯鲁普·格鲁曼公司收购了 Orbital ATK，组建了诺斯鲁普·格鲁曼创新系统公司。 空间站本身进行了升级，例如 2015 年在 Unity 模块上开辟了第二个停泊端口，允许两辆货运车辆同时停靠，2019 年又提供了第三个端口，供 SpaceX 机组人员和货运车辆直接停靠在空间站上。宇航员无需使用 Canadaarm2 来抓住和停泊他们。 从 2024 年开始，第四个港口将允许四辆货运和船员车辆同时停留在车站。
2024-01-09 22:20:45
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