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神舟系列載人飛船采用了當(dāng)代更新的技術(shù)
是目前人類正在使用最重的載人天地往返運(yùn)輸工具,將成為未來我國空間站的天地往返運(yùn)輸系統(tǒng),會朝著更加安全、可靠、舒適的方向發(fā)展
我國研制的神舟系列載人飛船,比俄羅斯的聯(lián)盟號飛船略重,在美國的航天飛機(jī)退役之后,是目前人類正在使用的最重的人員天地往返運(yùn)輸工具。它采用由軌道艙、返回艙、推進(jìn)艙組成的較為成熟的三艙構(gòu)型,雖然在構(gòu)型上和聯(lián)盟號類似,卻采用了大量更為先進(jìn)的技術(shù)。例如,神舟飛船采用光電轉(zhuǎn)換效率很高的三結(jié)砷化鎵太陽能電池,其輸出功率甚至比早期的禮炮號空間站都要大;采用鋁鋰合金的主結(jié)構(gòu),既輕巧又結(jié)實(shí);與聯(lián)盟號采用偏二甲肼不同,神舟飛船的統(tǒng)一雙組元推進(jìn)系統(tǒng)采用一甲基肼作為燃料,簡化了增壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì),工作更為可靠。神舟飛船的返回艙,也比聯(lián)盟號更大更舒適一些。在神舟飛船的早期發(fā)展階段,軌道艙還可在載人飛行任務(wù)結(jié)束后長期留軌,作為一顆科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星繼續(xù)發(fā)揮作用。
神舟飛船在歷次飛行任務(wù)中的出色表現(xiàn),以及載人航天工程從一開始就完整考慮的前瞻性設(shè)計(jì),使得神舟飛船足以勝任我國未來空間站的天地往返運(yùn)輸任務(wù)。在神舟飛船定型后,它可以在空間站上停靠半年,同時(shí)作為乘組長期駐留空間站期間的“救生船”。在航天員乘組輪換期間,可以有兩艘神舟飛船同時(shí)對接在空間站上。
神舟飛船作為我國未來空間站的標(biāo)準(zhǔn)天地往返運(yùn)輸工具,采用了符合國際標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)向瓣內(nèi)翻式異體同構(gòu)周邊式對接機(jī)構(gòu)。這樣的設(shè)計(jì)在救援任務(wù)中特別有用,理論上也具備造訪國際空間站的能力,而其他國家的載人航天器也可以經(jīng)過較小改動(dòng)后造訪我國的空間站。這為將來開展載人航天國際合作,包括空間救援和飛船—空間站的互訪,提供了極大的可行性。
可以預(yù)見,隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn),神舟飛船也會不斷改進(jìn),朝著更加安全、可靠、更加舒適的方向發(fā)展。
未來新一代載人飛船
美國新一代“獵戶座”多用途乘員運(yùn)輸飛船,將用于執(zhí)行登陸火星或小行星;
俄羅斯在積極設(shè)計(jì)自己的下一代載人飛船,提升未來新型載人飛船的乘組人數(shù)
在航天飛機(jī)退役之后,美國一方面通過租用俄羅斯聯(lián)盟號飛船的艙位維持與國際空間站之間的人員運(yùn)輸,另一方面啟動(dòng)了商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)計(jì)劃,將近地空間的天地往返運(yùn)輸服務(wù)交給軌道科學(xué)公司和太空探索公司等私人企業(yè),執(zhí)行了“龍”飛船任務(wù)等針對國際空間站的運(yùn)輸服務(wù)。此外,美國宇航局保留了已取消的“星座”計(jì)劃中研制新型載人飛船的任務(wù)。
新一代的“獵戶座”多用途乘員運(yùn)輸飛船可以乘坐4—6名航天員,在充分繼承阿波羅飛船的構(gòu)型形式基礎(chǔ)上,各個(gè)分系統(tǒng)均采用了目前最先進(jìn)的技術(shù)。它最終將用于執(zhí)行登陸火星或小行星的飛行任務(wù)。預(yù)計(jì)在2030年左右實(shí)現(xiàn)登陸火星的任務(wù)。
俄羅斯也在積極設(shè)計(jì)自己的下一代載人飛船。由于受聯(lián)盟號飛船只能乘坐3人的限制,國際空間站目前的利用率不高。未來新型載人飛船的乘組人數(shù)均有較大提升,這也是天地往返運(yùn)輸從探索階段走向成熟階段的標(biāo)志。
人類必然走向更深更遠(yuǎn)的空間。由于目前載人航天活動(dòng)主要依賴化學(xué)燃料的火箭技術(shù),即使往返火星也需要一年半左右的時(shí)間。這樣的飛行任務(wù)還有很多的航天器工程技術(shù)、生命保障技術(shù)乃至心理因素等方面的問題需要解決。
科學(xué)家們也對未來太陽系內(nèi)載人飛行任務(wù)的途徑進(jìn)行了研究。目前普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為:必須采用核動(dòng)力火箭來突破化學(xué)燃料火箭帶來的瓶頸。這是因?yàn)榛瘜W(xué)燃料所包含的能量非常有限,而核反應(yīng)堆可以在很長時(shí)間內(nèi)提供巨大的能量。科學(xué)家們提出的載人登陸木星的衛(wèi)星,甚至土星和太陽系邊緣的飛行任務(wù),都是在這一假設(shè)下提出的,而這樣的任務(wù)或許在本世紀(jì)內(nèi)有望實(shí)現(xiàn)。(楊宇光)