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李會超:新試驗(yàn)艙返回異常,但中國載人航天趕超美國有一個法寶
最后更新: 2020-05-08 09:18:13【文/觀察者網(wǎng)專欄作者 李會超】
5月5日,本是屬于美國航天的紀(jì)念日。1961年5月5日,美國宇航員艾倫·謝潑德乘坐水星號飛船,成為了進(jìn)入太空的第一個美國人。當(dāng)時,美國在太空競賽中處于落后的地位,這次任務(wù)的成功也為美國之后在航天領(lǐng)域趕上并超過蘇聯(lián)奠定了基礎(chǔ)。
三船三箭的時代
近60年后的這一天,好消息卻從太平洋的另一邊傳來。在文昌發(fā)射場,首飛的長征5B型火箭成功將中國新一代載人飛船試驗(yàn)船送入太空。自此,中國載人航天進(jìn)入了三船三箭的時代。
圖源:央視新聞
三船,是指神舟號載人飛船、天舟號貨運(yùn)飛船和新一代載人飛船。
三箭,是指為這三種飛船提供發(fā)射服務(wù)的三種火箭。包括用于發(fā)射神舟飛船的長征2F火箭,用于發(fā)射天舟飛船的長征7號火箭及用于發(fā)射新一代載人飛船與空間站艙段的長征5B火箭。
從1999年神舟一號首飛,到2016年神舟十一號與天宮二號共同完成我國空間實(shí)驗(yàn)室階段任務(wù),十一艘圓滿完成任務(wù)的神舟飛船使我國成為了世界上第三個擁有實(shí)施載人航天能力的國家,并讓我國掌握了出艙行走、交會對接等多個載人航天領(lǐng)域的關(guān)鍵任務(wù)。
神舟飛船的三艙構(gòu)型,與俄羅斯/蘇聯(lián)的聯(lián)盟號飛船與諸多相似之處。雖然聯(lián)盟號是目前世界上唯一可用的載人飛船,美國宇航員目前都不得不“買船票”乘坐聯(lián)盟號來往國際空間站,但這種上世界六十年代設(shè)計(jì)的飛船不可避免的存在諸多局限,而這些局限也“傳導(dǎo)”到了神舟號飛船上。為了能夠讓中國的航天員未來走的更遠(yuǎn)、更舒適、更安全也更經(jīng)濟(jì),設(shè)計(jì)新一代飛船就成了我們必須要完成的任務(wù)。
四年前,我國的新一代飛船首次出現(xiàn)在公眾視野中。2016年6月25日,首飛的長征七號火箭將“新一代多用途飛船返回艙縮比模型”送入太空并成功返回。根據(jù)目前公開的報道和文獻(xiàn)資料,新一代飛船采用兩艙構(gòu)型,由軌道艙和服務(wù)艙構(gòu)成。當(dāng)宇航員搭乘新一代飛船前往太空時,他們工作、生活在返回艙中,而不像神舟飛船那樣要在返回艙、軌道艙之間穿梭。返回艙的規(guī)模將比神舟飛船增加一倍,每次發(fā)射最多可以將6-7名宇航員送入太空中。實(shí)際上,執(zhí)行每次任務(wù)時,實(shí)際搭乘飛船的宇航員不一定要達(dá)到7人。當(dāng)執(zhí)行載人登月等飛行時間較長的復(fù)雜任務(wù)時,宇航員的數(shù)量可以適當(dāng)減少。這樣,每位乘員所獲得的艙內(nèi)體積將會更大,飛行過程也會更舒適。
對于工作在與神舟飛船類似的近地軌道上的載人飛船,返回地面時速度不會超過第一宇宙速度。而新一代飛船瞄準(zhǔn)未來的載人深空任務(wù),需要具備以更大的第二宇宙速度再入大氣層的能力。更高的再入速度意味著飛船將承受大氣層更強(qiáng)烈的燒蝕。新一代飛船將采用PICA等低燒蝕度輕質(zhì)新型放熱材料,在大幅降低防熱機(jī)構(gòu)重量的同時增強(qiáng)飛船的放熱能力。神舟飛船在返回大氣層時,會遭遇一段時間的“黑障”現(xiàn)象,飛船與地面控制人員間的無線電通信會在一定時間內(nèi)中斷。這是因?yàn)轱w船周圍的空氣因高溫而電離,電離后的氣體對無線電信號產(chǎn)生了屏蔽作用。通過新技術(shù)的應(yīng)用,新一代飛船的通信信號將具備突破黑障的能力,飛船在返回過程中能始終與地面保持聯(lián)系。
本次發(fā)射的新飛船總重為20噸左右。根據(jù)文獻(xiàn)介紹,新飛船減少服務(wù)艙所攜帶的燃料后,還可以構(gòu)成一種14噸構(gòu)型。20噸構(gòu)型飛船主要用于執(zhí)行載人登月任務(wù),而14噸構(gòu)型飛船主要用于在更遠(yuǎn)的未來執(zhí)行載人登陸火星、小行星的任務(wù)。飛的更遠(yuǎn),飛船反倒變得更輕,是因?yàn)樵趫?zhí)行火星、小行星任務(wù)時,飛船一般要在近地軌道與推進(jìn)器、著陸器、居住艙等其他艙段構(gòu)成組合體,主要的推進(jìn)任務(wù)由單獨(dú)的推進(jìn)器完成,因此飛船本身反倒不用攜帶太多燃料。
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本文僅代表作者個人觀點(diǎn)。
- 責(zé)任編輯: 柳葉刀 
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