北京日报专家揭秘:时隔九年再上天的美国载人飞船( 二 )


答:“龙”货运飞船采用可展开的太阳电池翼,而“载人龙”飞船的一大亮点是取消了可展开太阳电池翼的设计,而是采用非加压舱半包围体装式太阳能电池板,这是一大创新。这样可以避免出现电池翼展不开的故障,而且比展开式太阳能电池翼使用率高,效能更好,无论哪个角度,只要有太阳光照,飞船就会吸收光辐射。当然,采用这一技术对成本和集成工艺要求甚高,除了太阳能电池板必须变成曲面集成外,还需要慎重考虑、反复测试热膨胀问题。
该飞船另一大亮点是设计理念具有未来太空感,改变了以往载人飞船“重功能,轻设计,无美感”的通病,让搭乘“载人龙”飞船变成一种太空享受。例如,虽然“载人龙”在外形上是一个传统的钝锥形弹道胶囊与一个鼻锥形帽设计,但它比“龙”货运飞船更苗条圆润。飞船设计有4扇舷窗,大幅扩展了航天员的视野。航天员出入飞船的进出臂也设计得很现代、很科幻。
其内部设计简洁,与特斯拉电动汽车内部设计很相似。整个乘员舱看起来就像是一辆豪华的轿车,一共有7个褐色真皮斗式座椅,上层4个,下层3个,它们采用碳纤维和阿尔坎塔拉织物材料。为了多带东西,也可以变成4座。其运货空间位于飞船尾部,最多能容纳14立方米的货物。如果不搭载7名航天员,还可以加载等量的货物。
该飞船既可与“国际空间站”自动对接,也能在航天员的手动控制下完成对接,而无需“国际空间站”的机械臂协助。这意味着“载人龙”采用了更新的测控设备,能达到更高的控制精度。
由于飞船底部主热防护系统采用了第三代PICA-X改进型酚醛浸渍碳烧蚀材料,所以飞船再入大气层时可承受多次高温烧蚀而不呈现严重退化,使航天员在重返大气层时能得到更好的保护,也有利于乘员舱多次使用,提高了飞船的重复使用能力,因此有着很好的经济性。它在执行月球或火星飞行任务也无需任何改动。
北京日报专家揭秘:时隔九年再上天的美国载人飞船
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“载人龙”进行热真空试验
问:据说“载人龙”的发射逃逸系统有创新,具体是怎么回事儿?
答:“载人龙”最大的特点是采用了首创的新型发射逃逸系统。如果在“猎鹰9号”发射“载人龙”的过程中火箭出现了故障,该载人飞船救生将不使用逃逸塔,而是利用自身装配的超级天龙座发动机系统进行发射逃逸(该发动机原计划也可用于软着陆,现取消),这种集成式发射逃逸方案的好处是逃逸系统全程都在飞船上,让其具备全程逃逸能力,让“载人龙”飞船自己就具备逃逸能力;另外,由于避免了逃逸塔分离过程,简化了整流罩,所以能提高乘员安全性;还有,该逃逸系统能重复使用。
具体说来就是在“载人龙”飞船4个侧面分别装备推进器吊舱,每个吊舱配有2台超级天龙座发动机。它仍采用冗余设计的理念,2台一组,互为备份,每隔90°安装一组。在这4组8台发动机中,任何1台出现故障时都不会对飞船产生显著影响。
每台超级天龙座发动机的推力可达1.6万磅(是“龙”货运飞船所用发动机的200倍),8台整合后的轴向推力达12万磅。
不同于以往的发射逃逸系统,飞船在发射后的前几秒才能弹射,如“载人龙”在发射期间遇到危险,这8台发动机便会立即启动,将飞船推离猎鹰9号火箭,并抵达安全地带降落,即在上升阶段的任何时刻都能逃逸。
乘员舱中部有一个标有“EJECT”的大手柄,在需要紧急逃离的情况下,航天员旋转并拉动手柄,就会启动飞船引擎逃离危险。
2020年1月19日,编号为C205.1的“载人龙”飞船,完成了“发射中逃逸试验”,为“载人龙”首次真人秀做好最后、最关键的铺垫。
问:据说马斯克也要乘坐“载人龙”,普通人花多少钱能坐上“载人龙”?
答:“载人龙”飞船曾打算采用被称为“21世纪太空飞船的着陆方式”,即用超级天龙座逃逸发动机提供缓冲推力,进行悬停控制,加上四条可伸缩的冲击减震着陆支腿。这样可使飞船像直升机一样准确地在陆地着陆场进行定点软着陆,而且在紧急情况下仍能使用降落伞在海洋中降落。这不仅使飞船着陆更方便,还有助于重复使用,从而降低发射成本。不过,此方案已暂停研发,目前仍采用传统的水上着陆方式,因为这样更稳妥。它安装了2个引导伞和4个主减速伞,采用降落伞减速-水面溅落的方式精确回收。


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