對(duì)于多乘員空間站的需要為設(shè)計(jì)者提供了開(kāi)發(fā)多人再入與救援飛行器，從而當(dāng)在這種空間復(fù)合體上發(fā)生緊急情況時(shí)使用，的機(jī)會(huì)。這些救援系統(tǒng)中既有在軌生存系統(tǒng)也有地面發(fā)射救援系統(tǒng)，其中一些被結(jié)合進(jìn)了操作性的空間站概念中，其他的，像計(jì)劃早期被提出的人員救援系統(tǒng)，幾乎沒(méi)有離開(kāi)過(guò)制圖板。類似升力體概念的空間救援系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究自20世紀(jì)60年代以來(lái)就一直是原型，并在1968年的電影《藍(lán)煙火（Marooned）》中占據(jù)了重要位置，而且一直在被研究，直到最近被提出在國(guó)際空間站上擴(kuò)大了乘員操作之后進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。從FIRST到X-38 使用升力體空天飛機(jī)的概念開(kāi)展救援和回收的工作已經(jīng)持續(xù)進(jìn)行了近50年。在20世紀(jì)60年代早期，噴氣飛機(jī)（Aerojet）公司看中了原本為回收雙子星座號(hào)航天器提出的羅格里奧機(jī)翼（Rogelio wing）概念，想將其作為自己的空間救援的翼型，稱為FIRST。自那以后，出現(xiàn)了一些升力體的概念，但一個(gè)接一個(gè)都主要因?yàn)橘Y金原因而被放棄了。 FIRST——試驗(yàn)用可充氣再入結(jié)構(gòu)制造（fabrication of inflatable re-entry structures for test）。這個(gè)1960年的設(shè)計(jì)存儲(chǔ)在一個(gè)圓柱形的包裹里，并附著在空間站的外表面上。在緊急情況下，宇航員將飄入棺材大小的圓柱形中心艙室內(nèi)，密封艙門并將單元吹出空間站。一個(gè)滑翔傘，由彈性硅樹脂基質(zhì)填充超細(xì)超級(jí)合金絲織物的材料制成，將被展開(kāi)并充氣。然后乘員將能夠使用一個(gè)氣體穩(wěn)定與控制系統(tǒng)來(lái)為制動(dòng)點(diǎn)火對(duì)裝置進(jìn)行定向，并需要在再入過(guò)程中是裝置保持正確的姿態(tài)。據(jù)估計(jì)，制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)將在空間站的建議高度600千米處點(diǎn)火，該裝置將在26分鐘之后重新進(jìn)入大氣。0.5的升阻比和70°的再入角意味著將能夠在加速度不超過(guò)2.0時(shí)進(jìn)行自動(dòng)或人工的部分控制。其長(zhǎng)度為6.5米，最大直徑0.71米，重407千克。該裝置給出的最大翼展為2.75米。借助亞聲速時(shí)的升阻比，將能夠在345千米的范圍內(nèi)機(jī)動(dòng)，以到達(dá)合適的著陸點(diǎn)。駕駛員將使裝置進(jìn)行機(jī)動(dòng)以到達(dá)任何可能的平坦區(qū)域，并以55km/h的速度著陸。但如果恰好在著陸前進(jìn)行了一次點(diǎn)火，那么其水平速度將被降到9km/h。如果再入之后滑翔傘發(fā)生故障，乘員能夠分離太空艙，在到達(dá)9000米的高度時(shí)，該裝置將被吹開(kāi)，從而可以使用人員回收傘降落。 LREE——升力式再入（lifting re-entry）。這個(gè)設(shè)計(jì)是1960年通用電氣公司提出的三人升力式再入艙。其長(zhǎng)度為5.17米，翼展3.96米，重1303千克，具有燒蝕性表面和回收傘。 REES——再入逃生系統(tǒng)（Re-Entry Escape System）。這是一個(gè)小型升力體再入艙的備選設(shè)計(jì)，由ASC公司在1963年為單一乘員設(shè)計(jì)。其長(zhǎng)度為6.82米，翼展4.7米，重1171千克。 SOREEV——這是滑翔傘逃生系統(tǒng)的放大版，能夠援救最多6名宇航員，由噴氣飛機(jī)公司提出。其長(zhǎng)度為8.45米，翼展13.0米，重3514千克。它能夠?yàn)槌藛T提供24小時(shí)的氧氣供給，但必須在離開(kāi)空間站（或其他先進(jìn)航天器）之后的一天之內(nèi)進(jìn)行著陸。 LBEC——升力體逃生方案（lifting body escape concept）。這是NASA針對(duì)航天飛機(jī)無(wú)法對(duì)接的情況，為空間站的緊急回收提出的解決方案。在一些情況下，一名成員將能夠在等待來(lái)自航天飛機(jī)的救援時(shí)利用空間站作為安全港，但挑戰(zhàn)者號(hào)事故表明這一點(diǎn)并不總是值得依賴。在與俄羅斯人合作之前，一種替代設(shè)計(jì)被開(kāi)發(fā)出來(lái)為空間站提供足夠的乘員援救能力，最終發(fā)展成了20世紀(jì)80年代后期的自由配置。各種設(shè)計(jì)都被進(jìn)行了研究，如空間站乘員備用艙（Station Crew Return Alternative Module，SCRAM），它是一種六人快速返回艙，將會(huì)使乘員承受高加速度的負(fù)載，而且其費(fèi)用超過(guò)6億美元。還有一種MOSES（載人軌道航天飛機(jī)逃生系統(tǒng)，Manned Orbital Shuttle Escape System），是在美國(guó)空軍發(fā)現(xiàn)號(hào)可回收軍事衛(wèi)星的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上為航天飛機(jī)設(shè)計(jì)的；它需要使用壓力服，能夠容納1~4名乘員（重730千克~2320千克）。這種經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的硬件是由通用電氣公司設(shè)計(jì)，為空間站進(jìn)行了改造。另一種為空間站考慮的設(shè)計(jì)，ACRV，甚至利用了來(lái)自“阿波羅”計(jì)劃中翻新和全新的“阿波羅”指令艙，以及HL-20和X-38升力體飛行器。 HL-20。并不是預(yù)算20億美元的版本，這種來(lái)自蘭利研究中心的NASA飛行器大致上以前蘇聯(lián)BOR-4空天飛機(jī)，被用于支持暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)計(jì)劃的開(kāi)發(fā)，的設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)。 根據(jù)設(shè)計(jì)，它能夠運(yùn)送8名乘員，一些設(shè)計(jì)還幻想了一種人員發(fā)射系統(tǒng)——通過(guò)改造過(guò)的“土星”IV火箭將一種迷你航天飛機(jī)發(fā)射進(jìn)軌道。然而，其主要目的是作為一種潛在的空間站救援飛行器。它承擔(dān)了大量的研究和試驗(yàn)，包括評(píng)估了10名志愿者在水平和垂直姿態(tài)的實(shí)物模型中的試驗(yàn)。這清晰的演示了它在快速再入和發(fā)生緊急情況時(shí)的優(yōu)勢(shì)，雖然穿著局部壓力服在某種程度上限制了活動(dòng)范圍。這種飛行器的設(shè)計(jì)壽命是獨(dú)立于空間站在軌道上運(yùn)行3天。其長(zhǎng)度為8.93米，翼展7.16米，重10884千克。雖然開(kāi)銷過(guò)大而導(dǎo)致其被取消，但它確實(shí)提供了關(guān)于這類概念以及后續(xù)X-38設(shè)計(jì)的有用信息。這種飛行器可以搭載兩名機(jī)組乘員和8名人員，其特點(diǎn)是能夠進(jìn)行人工駕駛著陸和在飛機(jī)場(chǎng)的滑跑，這提供了比之前的設(shè)計(jì)更為舒適的著陸。開(kāi)發(fā)一種發(fā)射能力的選擇提供了地基和在軌的存儲(chǔ)能力，但最終是其過(guò)高的成本決定了它的命運(yùn)。 X-38。較新的、用于空間站乘員救援和緊急情況的空天飛機(jī)/升力體概念是基于以前的升力體技術(shù)和設(shè)計(jì)、由軌道科學(xué)公司（Orbital Sciences）生產(chǎn)的一個(gè)NASA計(jì)劃。這一設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是不確定的軌道存儲(chǔ)能力（據(jù)稱可達(dá)4000天），以及僅有9小時(shí)的獨(dú)立設(shè)計(jì)壽命。它能夠運(yùn)送6名乘員，將被留下與空間站保持對(duì)接，直到需要時(shí)，它會(huì)作為乘員返回飛行器（Crew Return Vehicle），然后使用低溫氮?dú)膺M(jìn)行姿態(tài)控制。由于其具有1300千米的橫程，它每?jī)蓚€(gè)小時(shí)或繞地球三圈（最多六圈）就有機(jī)會(huì)著陸。應(yīng)該指出的是，這一設(shè)計(jì)并不具有機(jī)載乘員控制功能，因?yàn)樗且粋€(gè)用于飛機(jī)場(chǎng)的全自動(dòng)著陸系統(tǒng)。再入之后，減速傘將被展開(kāi)，然后將展開(kāi)一個(gè)可轉(zhuǎn)向的沖壓空氣翼傘。其長(zhǎng)度為8.69米，翼展4.42米，重8163千克。始于1995年的開(kāi)發(fā)是對(duì)最初關(guān)于俄羅斯聯(lián)盟號(hào)飛船為國(guó)際空間站提供足夠的乘員援救能力的有效性和可靠性的質(zhì)疑的回應(yīng)。在20世紀(jì)90年代的大部分時(shí)間內(nèi)，利用NASA/美國(guó)空軍聯(lián)合設(shè)計(jì)的模型（被稱為楔子（Wedge））完成了旨在為X-38演示機(jī)驗(yàn)證概念的設(shè)計(jì)配置試驗(yàn)。在階段I總共完成了36次飛行，測(cè)試了太空楔的四種模型；1992年至1996年間，階段II完成了45次飛行，階段III完成了34次飛行；從這些試驗(yàn)中獲得的經(jīng)驗(yàn)被應(yīng)用到了X-38的設(shè)計(jì)中。利用現(xiàn)有的技術(shù)和材料，開(kāi)發(fā)成本要比開(kāi)發(fā)一個(gè)全新的飛行器低得多。兩年內(nèi)，將在三架試驗(yàn)飛行器上完成大氣墜落試驗(yàn)。無(wú)人靜態(tài)試驗(yàn)開(kāi)始于1997年7月。1998年3月12日X-38進(jìn)行了第一次墜落試驗(yàn)，取得了成功。根據(jù)計(jì)劃，將于2000年從哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)上部署一架無(wú)人駕駛試驗(yàn)飛行器，并對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)著陸地面的編程，但這被不斷地推遲了。1999年的第二次墜落試驗(yàn)之后，這一計(jì)劃由于2002年的預(yù)算限制被取消了，僅僅完成了兩次試驗(yàn)飛行（Miller，2001，378-383頁(yè)）。太空艙救援選項(xiàng) 很多年以來(lái)，人們都在考慮將經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的太空艙設(shè)計(jì)改造成空間站乘員救援飛行器，結(jié)果，乘員逃生的選擇就是這樣發(fā)展的。 從“阿波羅”應(yīng)用計(jì)劃的早期研究到運(yùn)行的天空實(shí)驗(yàn)室系列，飛行乘員將通過(guò)“阿波羅”指令與服務(wù)艙被發(fā)射到軌道工作站，并使用它從之返回。在空間站上在軌運(yùn)行的30~60天內(nèi)，指令與服務(wù)艙將與空間站保持連接。在美國(guó)空軍載人軌道實(shí)驗(yàn)室的研究中，兩位美國(guó)空軍乘員將在去往和離開(kāi)軌道式乘坐經(jīng)過(guò)改造的雙子星座號(hào)航天器，它也同樣將在30天的任務(wù)期間與實(shí)驗(yàn)室保持連接。在1971-1986年的禮炮號(hào)和鉆石號(hào)空間站任務(wù)及1986年至2000的和平號(hào)計(jì)劃中，前蘇聯(lián)聯(lián)盟號(hào)飛船的使用同樣清楚的演示了如何（通過(guò)旋轉(zhuǎn)聯(lián)盟號(hào)的貨運(yùn)飛船）進(jìn)行乘員交換和任務(wù)在軌壽命的延長(zhǎng)，使得每3~6個(gè)月都能提供一架新的飛行器，從而提供了一種在緊急情況下快速離開(kāi)空間站的能力。前蘇聯(lián)人通過(guò)使人員座椅能夠在不同航天器之間互換，解決了由于身材不一而難以保證每位宇航員安全的問(wèn)題。 麥克唐納?道格拉斯公司提出了一個(gè)使用大力神IIIC發(fā)射的放大版的雙子星座號(hào)方案，它能夠運(yùn)送5名乘員，并有潛力從在軌空間站上回收被困的宇航員。雙子星座號(hào)再入艙的直徑將被增加到3.05米，從而為大號(hào)的雙子星座號(hào)的設(shè)計(jì)、及其對(duì)月球上被困乘員的潛在救援能力提供基線。過(guò)高的開(kāi)發(fā)費(fèi)用以及對(duì)于轉(zhuǎn)而開(kāi)展“阿波羅”任務(wù)的渴望使得這些設(shè)計(jì)只能停留在圖紙上而不能走的更遠(yuǎn)（Shayler，2001a）。 在天空空間站設(shè)計(jì)期間，NASA開(kāi)發(fā)了一種套件來(lái)裝備“阿波羅”指令艙，從而使其能夠搭載兩名乘員發(fā)射，并對(duì)接到工作站的第二個(gè)副對(duì)接口上，以救援被困的3名宇航員，然后運(yùn)送這5名宇航員返回地球。在空間站第二次載人活動(dòng)期間，當(dāng)已和指令與服務(wù)艙對(duì)接的乘員發(fā)現(xiàn)服務(wù)艙的反作用控制發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生了泄露時(shí)，差一點(diǎn)就采取了上述措施。而當(dāng)這個(gè)問(wèn)題被通過(guò)其他方法解決之后，就不再需要進(jìn)行救援任務(wù)和發(fā)射了，但在天空實(shí)驗(yàn)室剩余的計(jì)劃中，這一選項(xiàng)都是可用的。該系統(tǒng)依賴于正常的（或加速的）發(fā)射進(jìn)程中下一架飛行器已經(jīng)就緒。因此，天空實(shí)驗(yàn)室2（第一次載人任務(wù)）的救援航天器是SL3飛船，天空實(shí)驗(yàn)室3將使用SL4。類似的，天空實(shí)驗(yàn)室4依靠的是作為其救援飛船的圖像IB和指令與服務(wù)艙已為“阿波羅-聯(lián)盟”試驗(yàn)計(jì)劃（Apollo–Soyuz Test Project，ASTP）做好了準(zhǔn)備（Shayler，2001b）。 為“阿波羅”指令與服務(wù)艙添加座椅的想法并不新鮮。在20世紀(jì)60年代，進(jìn)行了對(duì)第三代“阿波羅”指令與服務(wù)艙（Apollo CSM Block III）的研究，以支持空間站并在“阿波羅”應(yīng)用計(jì)劃下擴(kuò)展月面計(jì)劃。格魯門公司甚至進(jìn)行了在地球軌道使用帶有遙控機(jī)械手系統(tǒng)的救援用月球艙的研究。同樣，這些研究的進(jìn)展并沒(méi)有超出紙面提案的范圍（Shayler，2002）。 為了進(jìn)行航天飛機(jī)救援能力的研究，羅克韋爾公司于20世紀(jì)70年代重新提出了六人的“阿波羅”指令艙逃生方案，其特點(diǎn)是捆綁在微博防熱罩上的附加固體火箭推進(jìn)器（與水星號(hào)中的制動(dòng)推進(jìn)器設(shè)計(jì)類似）。在用于空間站的可靠乘員救援飛行器研究中，這一想法再一次得到了審視。 當(dāng)20世紀(jì)90年代的合作性交流時(shí)的俄羅斯將要加入國(guó)際空間站時(shí)，人們漸漸清楚地認(rèn)識(shí)到，歷史悠久的聯(lián)盟號(hào)飛船是現(xiàn)有飛行器中最適于乘員救援任務(wù)的（至少在國(guó)際空間站計(jì)劃早期的幾個(gè)階段），它在過(guò)去的20年里一直在前蘇聯(lián)國(guó)家空間站計(jì)劃中充當(dāng)著類似的角色。當(dāng)時(shí)正在運(yùn)行的聯(lián)盟號(hào)TM衍生型被進(jìn)行了一些修改，從而得到了TMA版本，以適應(yīng)早期居留乘員訓(xùn)練中體型更大的美國(guó)宇航員。這一方案得到了采用，而不是計(jì)劃用于和平號(hào)2，被稱為曙光號(hào)，的放大版聯(lián)盟號(hào)飛船設(shè)計(jì)。1995年的研究評(píng)估了基于曙光號(hào)的一種國(guó)際空間站回收飛船，它有一個(gè)固體制動(dòng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和若干冷氣推進(jìn)器，最多能在空間站上儲(chǔ)存5年。它能夠回收8名乘員。這種基于曙光號(hào)的空間“救生船”重12500千克，長(zhǎng)7.20米，最大直徑為3.70米。它將通過(guò)航天飛機(jī)杯送到空間站上，但其獨(dú)立壽命僅為24小時(shí)。1996年，為了支持短期的聯(lián)盟號(hào)TMA飛船設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期的（至少持續(xù)了一段時(shí)間）X-38項(xiàng)目，這些設(shè)計(jì)方案都被拒絕了。雖然聯(lián)盟號(hào)TMA飛船現(xiàn)在是國(guó)際空間站的乘員返回飛船（CRV），但在俄羅斯，對(duì)曙光號(hào)設(shè)計(jì)作為聯(lián)盟號(hào)飛船后繼者的研究仍在繼續(xù)；同時(shí)，與歐洲空間局在2010年航天飛機(jī)退役后國(guó)際空間站（或其他空間站的）獨(dú)立乘員空間飛行器上開(kāi)展合作（Hall和Shayler，2003年）。