『中国航天』“太空巴士”的竞逐,航天大国争相研制新一代载人飞船( 二 )
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测试中的新一代载人飞船
美国:政府主导和商业航天齐头并进
冷战时期 , 美国载人航天事业曾经取得了一系列辉煌的成就 , 然而在2011年航天飞机退役之后 , 美国却陷入一个尴尬的局面:美国航天员完全得依靠俄罗斯老旧的“联盟”载人飞船进行天地往返 , 而且价格不菲 。根据相关统计 , 俄罗斯“联盟”飞船每个座位的费用连年涨价 , 2007年的单价只要2180万美元 , 而到了2018年座位的单价就涨到了将近4倍 , 达8110万美元 。在这十多年里 , 美国宇航局为了购买“联盟”飞船的座位花费了39亿美元 。为了摆脱困境 , 美国一方面由宇航局主导并由洛马公司研制“猎户座”载人飞船 , 另一方面大力鼓励私企进入载人航天领域 , 加快载人航天商业化的进程 。
从2005年开始 , 美国就规划了下一代载人飞船——“猎户座” , 它可用于近地轨道和深空的载人飞行任务 。经过激烈的角逐 , 洛·马公司拿到了研制“猎户座”载人飞船的合同 。按照洛·马公司的设计 , “猎户座”载人飞船是一个5米直径返回舱和一个多用途服务舱组成的大两舱式飞船 , 它可以容纳4名航天员进行长达21天的独立载人飞行 , 或是运输6名航天员前往国际空间站 。
“猎户座”载人飞船的锥形返回舱和“阿波罗”载人飞船相似 , 但体积大了2.5倍 , 它不仅满足从月球轨道高再入大气层的防热要求 , 甚至可以耐受火星任务高速再入大气层时苛刻的热环境 。“猎户座”载人飞船使用大量新技术 , 如更环保的防热材料 , 更先进的计算机和飞控系统等 , 堪称新一代载人飞船的标杆 。
“猎户座”载人飞船主攻载人深空探测 , 而近地轨道载人任务则主要交给商业航天公司 。2010年4月 , 美国公布的《国家航天政策》中 , 明确了未来将由商业部门提供近地轨道载人和货物运输服务 。当时一起竞争的还有SpaceX公司的“载人龙”飞船、波音公司的“商业载人航天系统”(CST-100)方案、内华达山脉公司的“追梦者”航天飞机和蓝源公司的“新谢泼德”载人飞船 。最终 , SpaceX公司和波音公司的方案胜出 。
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“猎户座”载人飞船主攻载人深空探测
SpaceX公司在研制“载人龙”飞船之前 , 成功研制了货运版“龙”飞船 , 并为国际空间站进行了18次补给任务 , 技术实力不可小觑 。去年 , 3月2日 , “载人龙”飞船成功首飞 , 按计划 , 本月“载人龙”飞船将进行首次载人飞行 。
从外形上看“载人龙”飞船与龙货运飞船非常相似 , 也是由一个锥形的加压舱和圆柱形的非加压舱组成 , 但前半部分的加压舱更加圆润 。“载人龙”飞船高6.1米 , 直径3.7米 , 重4.2吨 。“载人龙飞船可以运载7名航天员 , 7名航天员都坐在加压舱内 , 座位排放是前面3个 , 后面4个 , 在人员转移上的优势与美国宇航局航天飞机相当 , “载人龙”飞船使用了大量的成熟技术和一些先进的制造工艺 , 如果不搭载7名宇航员 , 还可以转载等量的货物 。
“载人龙”飞船最大的技术亮点是取消了以往载人飞船返回时必备的降落伞 , 使用反推发动机进行减速和着陆 , 着陆精度大大超过了以往的载人飞船 , 可实现定点精确着陆 。实现定点精确着陆的主要“功臣”是装在返回舱上的8台超级天龙座发动机 , 该发动机使用了3D打印制造技术 , 每台发动机可产生约7吨的推力 。8台超级天龙座发动机不但是返回舱软着陆的动力装置 , 也是飞船逃逸系统的主要动力 。此外 , “载人龙”飞船更换防热系统后可重复使用 。
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