点击上方蓝色字体,关注我们
作者 | 空天松鼠
11月6日,第12届中国国际航空航天博览会在珠海开幕,航展的航空方面出现了大量令人耳目一新的展品和表演,航天方面也不乏亮点,我国新一代载人运载火箭和新一代载人飞船都在本届航展重磅亮相。其中,新一代载人飞船作为现有神舟飞船的后继型号,将让中国人在太空走得更远,圆中华民族千年的奔月之梦。
近十几年来,我国921载人航天工程已经取得了辉煌的成就,神舟飞船任务实现了无人到有人、单人到多人,以及出舱和交会对接等关键技术的突破,使我国成为世界上第三个具备独立载人航天能力的国家。我国还研制了天舟系列货运飞船,它不仅试验了自动交会对接,进行了在轨科学实验,还突破了推进剂在轨补加技术,为我国下一步建造载人空间站奠定了坚实的基础。
神舟和天舟飞船为我国载人航天工程的发展立下了汗马功劳,但客观来说,它们启动研制时间较早,现在看来仍然有一些不足。
苏联联盟号飞船采用三舱构型,其初衷是为了登月任务。为了降低研制难度,返回舱采用直径较小的设计,但即使采用加工复杂的钟形设计以增加内部容积,返回舱的容积仍然不大,这样的返回舱对近地轨道任务还能勉强对付,但用于长时间的登月任务就实在不合适了。于是为了增加飞船内部加压空间,苏联人灵机一动增加了一个轨道舱。虽然后来登月计划被取消,联盟号飞船只用于近地轨道任务,但增加的轨道舱加大了内部加压空间,提高了舒适程度,所以仍然被保留下来。我国神舟飞船也照搬了这样的钟型返回舱加轨道舱的设计。
对接在国际空间站上的联盟号飞船,明显可见三舱式设计
神舟载人飞船示意图,三舱式设计
神舟十一号飞船与天宫二号空间实验室对接示意图,航天员从返回舱、经由轨道舱、进入天宫二号
现在早已是21世纪了,空气动力学和计算能力的进步,让设计大直径返回舱得心应手,美俄都先后展开了相关的研制,返回舱直径增加后也不在乎钟形设计增加的那点容积了,加工难度低的倒锥形返回舱便开始大行其道。
研制中的俄罗斯联邦号飞船,采用两舱式设计
美国研制中的猎户座飞船(右)、载人龙飞船(中)、CST100飞船(左),均为两舱式设计
倒锥形大直径返回舱加上服务舱的两舱式载人飞船,不仅内部空间大,而且设计简洁便于制造,成为当今载人航天的发展潮流。对比美俄新一代载人飞船,我国神舟飞船的基本设计仍然停留在三十年前,显得有些不合时宜了、美俄新飞船还追求返回舱的重复使用,以降低飞行成本,这也是我国载人飞船需要追赶的目标。货运飞船也是如此,现在除了上行向空间站运货外,下行返回时的货物运载需求也越来越大,而天舟货运飞船并没有下行能力。现有的神舟和天舟飞船都有所不足,研制新一代飞船成为我国载人航天发展的必然需求。
我国新一代多用途飞船是一种直径4.5米,长度7.23米,重量14吨的大型两舱式飞船,它的返回舱内部容积可达13立方米。新一代飞船初期将使用现役的长征七号运载火箭发射,支持我国空间站的天地往返运输任务。新一代飞船上行运货可达4吨,做货运飞船使用时下行运货可达2.5吨,虽然最大载货量小于天舟飞船,但大运力的下行货运能力却填补了我国载人航天系统的空白。
新一代载人飞船缩比模型亮相珠海航展
更重要的是,新一代飞船兼顾载人和货运任务,它同时还将发展出载人飞船型号,替代神舟飞船成为太空出租车,这和美国正在研制的龙二代飞船神似。神舟飞船一次只能运输3人,而新一代飞船直接翻倍、一次能运输6-7人,即使将来天宫号空间站扩容增员,新一代载人飞船运力也绰绰有余,新载人飞船返回时还能携带500千克的货物,还真是个多面手。
多用途飞船外形结构与美国的猎户座飞船及俄罗斯的联邦号飞船十分相似,它不仅具备多任务能力,还能满足近地轨道空间站和深空载人任务需求。多用途飞船的寿命也大有提高,它在轨停靠空间站的时间从目前神舟飞船的半年/180天增加到2-3年,另外新飞船也使用了可重复使用技术,返回舱同样做到了重复使用,本届航展上展出的缩比返回舱就标出了重复使用的金属结构,返回舱重复使用可以降低飞船使用成本和载人航天的运营成本。
中国航天紧跟国际载人航天发展潮流,新一代多用途飞船的研制早已启动。2014年,官方媒体就提到中国航天正在研制新一代载人飞船,从对中国载人飞船系统总设计师张柏楠的采访报道中可以推测,神舟十号任务后新一代飞船的研制就启动了。这种名为“多用途飞船”的新一代飞船,将是兼顾载人和货运任务的新型号,人员和货物运输能力更强,可以更好地支持空间站的运营。
其实,新一代飞船早已公开亮相。在2016年长征七号火箭首飞时,主载荷正是新一代多用途飞船的缩比返回舱。此后虽然消息不多,但新一代飞船的研制一直快速推进。2018年4月,媒体传出了新一代飞船返回舱进行气囊着陆缓冲试验的消息,官方消息称返回舱的重量达到7吨级,几乎比得上一艘神舟飞船!2018年10月,国际宇航大会在德国不莱梅召开,新一代飞船的消息更加清晰——目前正在进行详细设计,预计明年突破飞船的各项关键技术,2020年完成制造后,2021年就将进行首次飞行试验!
2016年6月26日,搭乘长征七号升空的多用途飞船缩比返回舱回收现场,钟型变倒锥形
2018年4月进行的新一代飞船气囊缓冲试验
从目前公布的时间表来看,我国新一代飞船的首飞时间比美国猎户座飞船只晚一年。也就是说,中美载人航天的差距将从遥不可及接近到触手可及!
新一代载人飞船不仅将成为天宫号空间站的好伙伴,还是中国航天迈向深空的千里马。根据现有报道,新一代载人飞船将分为近地版和登月版,前者重量14吨,后者重量可达20吨,它们的区别在于:登月版将使用更大的服务舱,容纳更多的推进剂,从而提供更多的速度增量,满足载人登月任务的需求。
长征七号火箭发射14吨级近地版新一代飞船还勉强够格,但20吨级的登月版飞船,长征七号实在无能为力。哪怕是运力更大的长征五号B型火箭,也只能将登月版飞船送入近地轨道。我国未来登月飞船将使用刚刚登场亮相的新一代载人火箭发射,它借鉴了猎鹰和猎鹰重型火箭的设计思路,5米直径火箭助推器布置7台YF-100K液氧煤油发动机,无捆绑构型运力可达14吨以上,正好用于发射近地版新一代飞船;3个5米直径火箭助推器并联后,加上新研制的第二级和第三级,便可以将27.5吨的载荷送入地月转移轨道,轻松发射我国20吨级的新一代登月飞船。
新一代载人火箭也同期亮相珠海航展
从现有新闻分析,未来我国将使用新一代载人火箭发射新一代载人飞船,统筹近地空间站运营和载人登月任务,随着新一代火箭尤其是载人飞船的研制和服役,我国将在不远的将来实现载人登月的梦想,有望成为继美国之后第二个具备独立载人登月能力的国家。
本文系《卫星与网络》原创,转载及引用部分观点至微信公众号或其它新媒体平台、及网站,请在文首注明出处、公众号ID及作者。感谢支持有态度的媒体!
未按照规范转载及引用者,《卫星与网络》保留追究相应责任的权利
▲卫星与网络微信公众号(ID:satnetdy)团队
负责人:农燕
主笔记者:贺鹏梓、李刚、空天松鼠、黑法丝
编辑:杨艳、朝晖、林紫、娜娜
设计:郑慧
原创文章转载授权、转载文章侵权、投稿、媒体合作等事宜,请加微信号:nongyan258766
【 猜你想读】
▼
人类登月49周年:月球仍在那里,我们何日再去?| 震撼多图
请输入标题 abcde
推/荐/阅/读
▼
组建国家空间实验室:
组建国家空间实验室(序):建设空间实验室,为全人类谋福祉
组建国家空间实验室(一):航天是人类寻求未来的唯一手段
组建国家空间实验室(二):我们对宇宙的认识尚在萌芽期,实验室的建设极为必要
组建国家空间实验室(三):历史节点上的失误和遗憾——尼克松政府的决策失误对美国空间站计划的负面影响
组建国家空间实验室(四):中国空间实验室的科学意义
组建国家空间实验室(五):中国空间实验室的文明效应
社论:
苏联N-1F火箭历史事件的背后……
非洲:中国商业航天的勃兴之地
请为中国航天献出耐心和坚守
创新是一种态度 ——国外国防航天领域的成功创新案例与机制探讨
刘雨菲:我为什么给“商业航天”泼冷水
一个可能比马斯克更厉害的家伙:OneWeb和它的老板格里格·维勒
中国的商业航天创业者与马斯克的不同
小卫星大跃进局面高烧不退 冲动背后深层原因剖析!
中国的商业航天怎么玩?软银+“一网”模式分析
混改,为商业航天和航天商业化打开的一扇窗
重磅!70亿的商业用户,这样的商业模式是否存在或可行?
伟大事业面前,唯年轻与狂热不可错过!
为航天设立远大目标!
产业观察:航天云网 荆棘路
浅谈军品、民品市场打法的异同
融入人民生活,推动文明进步
——谈“航天+”的理念与实践设想:
航天技术民用的新发展、新机遇
新的社会形态将如何发生?
浅结合、深结合与融合
新常态下的“航天+”
鼓励创新,也包容失败
中国航天产业突围正逢时
商业航天与航天商业化:
商业航天倒逼航天商业化
浅谈航天商业化与商业航天的概念
中国航天商业化与商业航天的忧心
中国航天商业化与商业航天的前景
大航天时代:
迎接大航天时代的到来(上)
迎接大航天时代的到来(下)
跳出航天:
跳出航天来思考和谋略商业航天(上)
跳出航天来思考和谋略商业航天(下)
北斗白皮书的产业化解读:
独家:中国的北斗卫星导航系统 白皮书的产业化解读:北斗的未来在世界
航天技术民用及二次开发:
民用航天:航天梦想与现实的交汇
航天技术民用转化机制的两个范本:基于NASA和ESA的分析
构建中国航天技术转让机制的思考
航天技术改变人类生活:从肌肤保养到太空育种
分享最前瞻性话题,
传递最正能量声音。
卫星应用领域第一刊
卫星与网络
联系我们
内容、营销合作请联系:
微信号:nongyan258766
投稿邮箱:
Emil:tougao@yinhexi.la
杂志订阅请联系:
Emil:dingyue@yinhexi.la
卫星与网络satnetdy
关注微信号,每天收看我们的消息
卫星与网络为您推送精品阅
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.