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全面超越“龙飞船”,中国下一代“可回收”载人飞船真的要来了

随着神舟十三号机组成员返回地球,大家开始期盼着接下来的载人航天工程任务。

4月17号下午,在国务院的新闻办公室举行了载人航天工程的新闻发布会,这次新闻发布会可以说是全程高能,首先是空间站的建设给出了详细的时间点;

5月份;正所谓,兵马未动,粮草先行,天舟4号率先出发,前往空间站。

6月份;背负空间站建设的重任,神舟14号机组动身前往空间站。

7月份;神舟14号将迎来空间站第一实验舱,问天号实验舱。

10月份;梦天号实验舱发射,届时空间站将全面建成呈T字型的基本形态,可容纳6名航天员同时在岗。

11月份;天舟5号发射。

12月;神舟15号发射,这将是历史性的一刻,中国首次在轨6名航天员,两组成员也将在空间站上完成交接仪式。随后,神舟14号完成6个月的任务,择机返回地球。

而除了空间站的建设时间表,发布会上还透露了两个全新的消息,一个是我国的首个太空望远镜“巡天”将在明年择机发射,这也是比之前预计的发射时间提前了一年。最后一个就是重点提到了新一代载人飞船正在紧密研制中!今天,我们也是来主要了解一下,新一代载人飞船的一些细节,有什么改进的地方,对比国外的载人飞船又有什么优势!

全新一代载人飞船,全能型选手

结构全新设计,更能装!从外观上看大家可以很明显地看到,新一代载人飞船的外观就像是一颗子弹,轨道舱的设计被取消了。首先有两点原因;1,新一代载人飞船主要用途是飞向深空,也是为未来的登月计划设计的,将返回舱做大也可以从月球返回可以携带更多的科学仪器和月壤回收研究,也可以让航天员有一个更舒适的环境。2,以前设计轨道舱的原因是因为还没有空间站,航天员前往太空需要一个可以工作、出舱的平台。从名字上也可以体现,轨道舱是在轨道上工作的舱段。而且取消轨道舱,做大返回舱是新一代航天器共同之处,美国的龙飞船、猎户座、星际客机,俄罗斯的联盟号都取消了这个设计。轨道舱也将成为过去式!

随着轨道舱的取消,返回舱的设计就有更大的冗余,更大更能装成为了新一代载人飞船的代名词,虽然取消了轨道舱,但新一代载人飞船的重量并没有减少,单单一个返回舱的重量就达到了7吨,为什么要单独说返回舱,因为不同的任务将配备不同的推进舱,深空版的推进舱更大总重达到了21吨,近地版将在15吨左右。更大的返回舱也带来了更宽的内部空间,新一代载人飞船的内部空间容量达到了惊人的13立方米。这是目前全世界载人飞船中空间最大的!近地版最多可以一次性搭载7人前往太空,深空版则可以搭载3人前往月球,更大的空间带来的舒适性不言而喻,也可以携带更多的物资。

更环保,众所周知,除了搭载神舟飞船的运载火箭,长征2F运载火箭之外,神舟飞船自带的燃料也是具有毒性的偏二甲肼。不但是神舟飞船,俄罗斯的联盟号,甚至是国际空间站也在使用。虽然燃料有毒,趋于技术的成熟航天发展以来并没有发生因为剧毒燃料问题而发生事故的例子,但时代在发展,从运载火箭到载人航天器都在逐渐的淘汰这款有毒燃料。而我们新一代载人飞船的燃料采用了硝酸羟胺的液体燃料,相比于传统的偏二甲肼更容易储存、密度更高、冰点更低,飞常适合作用于长期在轨道上执行任务的航天器。

更安全,新一代载人飞船将配备2个减速伞和3个主降落伞,与神舟飞船一样,虽然同样是通过空气阻力减速,再打开降落伞,但一个降落伞很明显不够新一代载人飞船的减速要求,新一代载人飞船在穿过大气层完成空气减去后抛去隔热大底总量还有6吨。所以这次设计了3个主降落伞来确保返回舱的顺利着落,当然为了确保可靠性,降落伞也是采用了热备份的冗余方式,先放出两个减速伞,双发减速伞哪怕是坏了一个同样可以顺利牵引出三个主伞,三个主伞为避免相互缠绕,采用了分级张开的方式,三个降落伞依次开伞,并且就算是坏了一伞也可以安全完成任务,做到充分冗余。

除了降落伞的全新设计,着落方式也从最后一米反推改成气囊缓冲。气囊缓冲的优势在于给航天员更舒适更安全的触地体验,神舟飞船的着陆反推往往会使飞船在反推的一瞬间发生起跳的情况,这也是为什么落地后返回舱是倒地的情况,有人认为返回舱倒地更好让航天员出舱,其实不然,从舱内视角我们可以看到,返回舱正立的时候航天员的姿势是屈腿躺着的,这是最佳的姿势,返回舱倒地也会发生翻滚,无法确定航天员的姿态,假如头朝下或者侧躺对于刚回到地球恢复重力的航天员而言是非常难受的,而出舱前还要等待一段时间,所以这种气囊着陆,不但更安全也更加舒适。

全新的隔热大底,这个值得一提。采用的是全新的“轻质碳基微烧蚀防热材料”,仅需4毫米的厚度即可抵御第二宇宙速度再入空气摩擦的热流烧蚀,为我们未来奔向深空打下基础。

可重复利用除了各方面的全面升级外,新一代载人飞船最重要的一点就是可以重复使用,在成本日益增长和太空活动常态化的当下,重复利用是最常出现的词。新一代的载人飞船都具备着重复利用的能力,一是为了节约成本,二是为了可以快速地衔接航天任务,翻修总比造一个全新的更快更便宜。加上出色的防热技术和全新的气囊缓冲,最大程度地保护了飞船的整体结构使得重复利用技术走向成熟!

与几款主流的载人飞船相比,如何?

我国研发的新一代载人飞船无疑是处在第一梯队的。

对比龙飞船;龙飞船的设计主要是往近地轨道运送商业太空旅游的乘客,以及运送NASA的航天员前往国际空间站。虽然以便宜、重复利用著称,但还是不能掩盖它作为第三代航天器的缺点,首先不支持深空载人。以前经常有人提起,猎户座既然一直拖为什么不用龙飞船去重返月球,那肯定是龙飞船并不支持这项任务。而且,为了减少成本龙飞船是唯一将逃逸装置设计在返回舱上的,之前在一次逃逸测试中就发生过爆炸导致龙飞船直接被NASA归零处理了,潜在的危险可想而知。再来看内部空间,龙飞船的设计是可以运送7个人前往近地轨道,而内部空间仅有9.3立方米。NASA也看限制了载人人数一次性只能运送4人,与我们新一代载人飞船的7人也是较为劣势。但不可否认的是作为商业性质的龙飞船在商业载人方面还是成功的。

对比猎户座;新一代载人飞船就是对标猎户座的,两款飞船都是以深空载人为目标设计的,我们的载人飞船,收先从舒适性讲13立方米的空间就要大于猎户座的9立方米,而且可以搭载的货物就更少了。

其实,返回舱内部的空间容积,极大程度取决于轻质化水平的高低,猎户的返回舱在轨质量达到了8.5吨,而返回舱着陆时质量为6.1吨,与我们的新一代载人飞船的前后质量差相差了1.4吨。这也得益于我们先进的隔热技术,就拿隔热大底对比,我们的只需4毫米,猎户座则需要1厘米以上。更优异的隔热技术,让我们飞船的设计舱壁倾斜角度做到更大,而猎户座沿用了阿波罗的外形,更加保守地采用了更小角度的舱壁设计,直接导致了内部空间不够大的结果!

除此之外猎户座除了深空版,并没有近地载人的设计,因为它太贵了,前有经济实惠的龙飞船,后有波音的星际客车,猎户座作为近地载人飞船丝毫没有优势,所以功能性而言稍逊我们新一代的载人飞船,上下宽容度不大。但目前来说,猎户座的整体已经全面完工,也即将在下半年迎来首飞,是现役最强的载人飞船。等我们的飞船实现载人飞行,就不一定孰优孰劣了!

其他的例如神舟飞船和联盟号就没有对比的必要,毕竟不是同一个时代的产物。

时代在发展,我们中国的航天事业蒸蒸日上,研发全新的航天飞船,扩展新的探索领域也是势在必得,希望我们的航天脚踏实地,稳中求进,飞向深空!

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