唐驳虎:中国新航天器=全球打击太空战机?不是
文/凤凰新闻客户端荣誉主笔 唐驳虎核心提示:1、目前重复利用的太空往返方式包括垂直起飞+垂直回收、水平起飞+水平回收、垂直起飞+水平回收 。 分别对应马斯克回收火箭思路、钱学森空天飞机思路 , 以及更为现实的航天飞机思路 。2、中国论证载人航天方案时 , 航天飞机及空天飞机成为主流 , 但资金和技术限制选择了返回式飞船方案即“神舟”系列 。 中国的“神龙”标志着中国第一次拥有并完整试验了航天飞机式航天器 , 是一个巨大突破 。3、航天飞机最重要的问题在于既要载人又要货运 , 导致太大太贵 。 由此美国空军推出迷你级航天飞机X-37B , 常被误称为“空天战机” 。 实际上只是执行一些基础科学实验 。4、近地航天器大幅改变轨道面耗能极大 , 所以在天上根本没有“强大的机动能力” 。 所谓“太空战”更是不切实际 , 因为相对地面发射的火箭 , 近地航天器都是跑不了的活靶子 。中国9月4日在酒泉卫星发射中心成功发射的可重复使用试验航天器 , 在轨飞行2天后 , 于9月6日成功返回预定着陆场 。这次试验的圆满成功 , 标志着中国可重复使用航天器技术研究取得重要突破 , 后续可为和平利用太空提供更加便捷、廉价的往返方式 。这两天的大新闻 , 想必大家都听说了 。 而成果的意义 , 官方新闻通稿也写的清清楚楚、明明白白:标志着中国可重复使用航天器技术研究取得重要突破 , 后续可为和平利用太空提供更加便捷、廉价的往返方式 。这是中国在太空往返方式上取得的新突破 。 归根结底 , 要降低成本、降低往返难度 , 还是要复用 , 不论是运载器还是轨道器 。
马斯克提出了火箭垂直回收 , 飞船再利用 , 这是垂直起飞+垂直回收的思路 。但更高明的还有另一条路:利用飞行平台发射航天飞机 , 也能够实现重复利用 , 这是水平起飞+水平回收的思路 。这也就是科学家们设想多年的空天飞机 。 最早提出这一概念的 , 就是大名鼎鼎的钱学森 。钱老1949年在纽约的美国火箭学会会议上 , 就提出把火箭与飞机结合起来 , 以实现洲际高速客机的设想 。
但要达到这一点 , 需要造出6倍音速以上、飞行高度60公里以上的大型载机 , 才能与火箭动力实现合理衔接 , 做到尽可能节约能量 。迄今为止最接近这一点的飞机是SR-71 , 只能做到3倍音速、30公里高度 , 而且体量也只有理想规模的一半 。至于其他飞得更快更高的试验机X-15、X-43、X-51 , 背后都是火箭助推的结果 。 因此无论中国还是美国 , 距离这个水平的载机都还有至少15年的差距 。
航天飞机和迷你航天飞机较为现实的 , 仍然只有航天飞机思路 , 也就是火箭垂直起飞+滑翔再入地球 。而此前成功发射航天飞机的只有两家:美国和苏联 。美国80年代开创的航天飞机时代就不用说了 , 苏联解体前发射过一次的无人驾驶“暴风雪”号 , 也是苏联航天技术的集大成者 。 像无人驾驶返航这一点 , 技术含量其实就高于美国 。
▎从左往右分别为:大型空中载机携带的中型空天飞机、侧挂式火箭动力航天飞机、顶托式中型航天飞机、顶托式小型航天飞机、载人飞船 。在1987年 , 中国各航天、航空院所在论证中国载人航天方案的时候 , 航天飞机乃至空天飞机的方案也成为了拟议的主流 。但由于资金、技术的现实限制 , 最后还是选择了最传统、技术难度相对最小的返回式飞船方案 。 这也就成了从1992年起步 , 2003年载人首飞的“神舟”号飞船 。
2011年美国航天飞机到期退役 , 似乎判了航天飞机的死刑 。但美国第一代航天飞机(也包括类似构型的苏联)的问题 , 除了隔热瓦缺陷导致2003年“哥伦比亚”号返航失事 , 为节约成本不设弹射救生系统导致1986年“挑战者”号升空惨剧 , 更重要的问题还在于太大、太贵 。起因是设计时既追求6~8人的载人能力 , 又追求25吨级的货运能力 , 导致吨位过大(104吨) , 成本高昂 。 平均每次发射的成本达7.75亿美元(2010年美元价格) 。
改进的思路也是很清晰的:大的航天飞机太贵 , 小的不就便宜了嘛!货运与载人分离 , 货运可以无人化 。这就有了美国空军的X-37B航天飞机 。 在第一代航天飞机还未完全退役时 , 实验性的X-37B就已经升空 。而由于X-37B承担军事项目的不透明 , 也就营造出了新一轮神话 。最典型的是中文世界对其最普遍的称呼——空天飞机、空天战斗机 。 但这显然是不对的 。
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