中国可重复使用试验航天器,到底有多强?


2022年8月5日,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F运载火箭成功发射一型可重复使用的试验航天器。我国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276天后,于5月8日成功返回预定着陆场。此次试验的圆满成功,标志着我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。


“可重复使用试验航天器”究竟是什么?

未来可重复使用试验航天器还可以进行怎样的延伸发展?



中国可重复航天器有哪些突破?


科普作家瘦驼表示,首先,关于可重复使用的实验性航天器,目前知道的公开信息还不多。但可以在整个航天史的发展范围中大概去寻找一下它的影子。什么是可重复使用的航天器?航天器不同于飞机,飞机属于航空,而航天指各种各样的火箭发射,包括空间站、载人飞船,甚至像嫦娥、天问这样的探测器,需要飞出大气层。这些航天器中,绝大部分都不会再返回地球表面,只是让航天器执行任务,不用再考虑何时回来。但是随着航天技术的发展,以及对太空的探索和开拓,需要去和需要回的任务越来越多。最重要的需要返回的任务之一是各种载人任务,我们希望航天员不仅能去近地轨道的空间站、未来去月球,或者去火星甚至更远的地方,也能安全舒适地回来。


因此,现在的航天企业都需要开发可重复使用的航天器,这些航天器可以返回地球表面。比如我们国家的神舟系列飞船,虽然这些飞船可以再次返回,但都是一次性的,无法重复使用。发射时是一个很大的包括轨道舱、服务舱和返回舱的结构,在返回时,只有返回舱回来了,而且往往会烧得漆黑。返回舱负责把航天员从天上带回地面,任务完成后它的使命就结束了。


这不是特别经济的航天发射方式。我们希望航天发射越来越便宜,让成本降下来。最重要的是将一些原本一次性使用的东西变成可重复使用的。对于火箭而言,现在很多国家队和公司都在做可回收火箭的项目,例如太空探索公司的猎鹰系列火箭和我国很多的国家队以及民营航天项目。很多人已经感受到火箭的一级是可以回收的,未来很可能大部分火箭都能回收。但对于进入轨道的航天器或其他物品,让它们回来再回收相对较难。


现在看到的可重复使用的航天器是一款新型的航天器,它可以是类似于航天飞机的航天器。需要用火箭或其他方式将其发射到轨道上,航天器可以待很长时间,比如新闻中的航天器距离发射已经过了将近300天的时间。经过维修、维护、加注燃料或其他调整,它还可以再次使用,大大减少了航天发射的成本。目前新闻中并未提及该航天器是否载人,因此现阶段可能不是一个以载人为目标的行业期,但未来这种技术如果继续成熟下去,有望发展成类似于航天飞机的载人项目。未来我国航天员可能会多一种登上太空以及从太空返回地球的新的交通工具。即便不以载人为目标也有很多意义,比如在航天器中进行太空实验并让其返回地球,这是一个非常有前景的航天应用,是一个开拓性的进步。



此次实验和以往比有何不同?


我国曾在2020年9月于酒泉卫星发射中心成功发射了可重复使用试验航天器,在轨飞行2天后成功返回预定着陆场。那么,这次实验和那次相比有哪些不同?

《航空知识》杂志主编王亚男认为,从现在的情况看,2020年的实验和这次的实验最大的区别在于在轨运行的时间。从表面上看,上次在轨运行大约两天,而这次在轨运行达到了276天。实验周期的延长预示着实验的进展。上次实验可能只是测试在可重复使用试验航天器的飞行性能、着陆性能,因为最后它要在大气层内再次入着陆。这次运行如此长的时间,则预示着在整个飞行过程中可能搭载了任务载荷,比如进行了一些空间实验或者执行了一些其他的科学任务。同时,这也预示着飞行器的轨道飞行和再入技术已经比较成熟。



中美成果有何不同?


整体上来说,可重复使用试验航天器的发展并不是中国在做,世界早就有这些技术的发展,比如,美国“星际客船”是波音公司与NASA“商业乘员计划”合作开发的新一代载人飞船,它就具备重复使用能力,最多可使用10次,以6个月为周期实现复飞。中国的和美国这方面的成果有什么不同?


科普作家瘦驼认为,美国开发的是传统的飞船,与航天飞机不同。目前,美国的国家队和商业公司都在开发可以重复使用的载人飞船,但它并不是可以完全重复使用的。可以重复使用的部分是返回舱,通过维修调整后可以再次发射,这在未来是可能会实现的。类似的项目在我国也有,新一代载人飞船的试验船已经在几年前发射成功并回收,目前还在实验阶段。实验船的技术指标之一就是可以多次使用。


相信过几年就会看到,随着我国新一代的载人火箭成熟,取代长征二号F系列,新一代的载人飞船也会随之推出,国家新一代的飞船也可能实现重复使用。但这种重复使用技术路线与新闻里提到的不同,我国正在走两种不同的技术路线,这是我国航天能力大幅提升后进入世界航天强国之林的一个很有代表性的事件。


离实现可重复的载人飞船还有多远?


《航空知识》杂志主编王亚男认为,可重复使用试验航天器通常从中小体量的实验型航天器开始制造。比如大家关注比较多的美国的X-37B就是一种典型的可重复使用试验航天器,目前它还没有载人能力,但在美国的规划中,X-37B曾经有一种再放大50%以上的计划,它将具备载人能力。实际上,这种航天器如果继续发展,是有可能具备载人能力的,这也是美国规划蓝图中的一个内容。


现在中国的这种可重复使用航天器更多地被视为一种轨道任务平台,它可以在轨执行多种任务,由于具备轨道载荷携带能力,也包括在轨的机动能力,所以任务的空间非常之大。这也是美国一直在密切实验X-37B的一个重要原因。现在中国能够取得这么快的进展,是一个非常可喜的成就。因为有了这样的飞行器,意味着未来在轨道空间里可以执行的任务、可能执行的科研内容会更多。特别是在一些紧急情况下,在轨增加一些任务载荷,或者迎接比较急迫的任务,在轨可重复使用试验航天器就显得非常重要。


来源:新闻建外14号

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页面更新:2024-04-23

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