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新飞船+新火箭 中国航天迈向“四月突破

科普小知识2021-10-27 12:24:27
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世界上最美丽的四月天,春天不适合旅行者。在充满无限希望的春光里,历尽艰辛的中国宇航员正努力实现新的突破。根据计划,中国新一代载人飞船试验船将于4月下旬在海南文昌航天发射场发射。该任务将由一枚基于长征五号运载火箭的改进型长征五号乙遥控一号运载火箭执行。

目前,文昌航天发射场的飞船测试工作和火箭发射前的各项准备工作正在按计划有序进行。在抗击疫情的特殊时期,参与发射任务的队伍全面落实了疫情防控要求,努力圆满完成各项任务。

“神舟”和“天舟”:经典品牌成就卓越

谈到中国的宇宙飞船,许多人可能会第一次想到神舟和天舟。是的,经过多年的磨砺,它们已经成为中国载人飞船和货运飞船的两大世界知名品牌,为中国航天事业做出了巨大贡献。

“神舟”号在2003年10月成为家喻户晓的名字,当时杨利伟乘坐神舟五号宇宙飞船进入太空,成功实现了中国的首次载人航天飞行。这是中国载人航天工程继1992年实施和1999年成功发射神舟一号飞船后的一项里程碑式的成就。

神州见证了中国载人航天的发展。先后实现了从无人测试飞船到载人飞船和航天员出舱的转变,从单人短距离太空飞行到多人在太空工作和生活30多天。结果,中国掌握了手动和自动空间交会对接技术,成为第三个拥有独立载人航天能力的国家。

神舟最后一次飞行是在2016年。同年11月18日13时59分,在完成33天的载人飞行后,神舟11号飞船返回舱顺利着陆,标志着中国载人航天工程空间实验室阶段任务取得了决定性的重要成就。

2017年4月20日,天州货船首次升空,与天宫二号空间实验室测试并完成了三次自动空间交会对接,并成功进行了三次推进剂在轨补给,实现了推进剂在轨补给的技术突破。此外,“天舟”还突破了再生环境控制和医疗保健技术等关键技术,为空间站的建设奠定了基础。

新型航天器:大容量、多用途和可重复

有了“神舟”和“天舟”,我们为什么需要开发新一代的宇宙飞船?换句话说,与“前辈”相比,新一代宇宙飞船的“新”在哪里?要回答好这个问题,我们应该把握三个关键词:大容量、多功能和可重复。

新航天器的外观和结构更加简洁。“神舟”号由返回舱、服务舱和轨道舱三舱结构改为倒锥形大直径返回舱和服务舱两舱结构。然而,起飞重量已经大大增加到20吨,大大超过了几个“神舟”大约8吨的起飞重量。据报道,“神舟”号的运载能力可以从最多3人增加到6-7人。

新的宇宙飞船确实是“多功能的”。不同于“神舟”和“天舟”的客货分流,它还可以“兼营”和混运的方式运送旅客和货物往返天地。例如,你可以携带大约500公斤的货物,同时带3名宇航员。此外,与只能在空间站装载货物的“天船”相比,新的航天器还能从空间站将货物带回地球,这种“双向”后勤能力无疑对空间站的未来实验极其重要。

从其任务来看,新的宇宙飞船通过协调近地空间站的运行和随后的载人探月任务,已经“开启”了中国的“空间站计划”和“登月计划”。根据他们的具体任务,该行业的一些专家推测,新的航天器将分为两个子模型,服务于空间站的建设和载人登月。

新航天器注重空间成本控制。返回舱外层热防护材料不再采用与航天器一体化的设计,而是采用可拆卸的方式,便于飞行完成后更换。此外,“伞群+气囊”的着陆方式能更好地保护航天器免受损伤,保证航天器的重复使用。据了解,新的航天器开发团队的目标是努力实现返回舱可重复使用10次,从而降低航天器和载人航天飞行的运营成本。

即将到来的太空任务将被指定为试飞。据第五空间科学技术研究院新一代载人航天器试验船总设计师杨庆介绍,此次任务旨在验证一系列新航天器的再入控制、热防护和回收等技术。新飞船的相关测试实际上早就开始了。2016年6月,新航天器的缩比舱搭载长征7号进行相关试验。2018年4月,新航天器回收着陆系统减速伞的强度空投试验成功。

新火箭:强大推力支撑稳步前进

即将到来的发射任务引起了人们的极大关注,不仅因为它搭载了新一代载人飞船试验船“星”号飞船,还因为它搭载了正在翱翔的“大力神”长征五号乙长途一号运载火箭。目前,相关照片显示,它已经在文昌发射场的塔楼上组装就位,其雄伟的姿态展现在人们面前。特别值得关注的是长征五号乙姚一号火箭不仅有一个直径5米的核心级主火箭身,而且还有4个直径3.35米的助推器,总长53.7米。这种结构使它成为中国在低地球轨道上最大的运载火箭,起飞质量约为850吨,低地球轨道运载能力超过22吨。

长征五号乙火箭是长征五号系列运载火箭家族的两个成员之一。它是在长征五号运载火箭的基础上研制的一种新型运载火箭。可以说它是新火箭的新成员。这次飞行是火箭的首次展示。然而,作为中国载人航天飞行的主要火箭,长征五号系列运载火箭经历了一个非常不平凡的历程。20世纪80年代,国家高技术研发计划(简称“863计划”)将“大型运载火箭和天地穿梭系统”列为其主题之一。2006年,大型一次性低温液体捆绑式运载火箭的研制开始。十年后,长征五号在中国文昌航天发射场首次成功飞行。然而,它在第二次发射任务中失败了。经过仔细的思考和寻找,问题被发现并解决了。2019年12月27日,长征五号成功绕行,实现了一个美丽的“转机”。

此次发射任务是长征五号系列运载火箭成功往返后的首次亮相。这也是长征五号乙火箭的首次发射,并将进一步测试其性能。根据计划,长征五号系列运载火箭将在2020年执行多项任务。此外,长征五号将发射火星探测器和嫦娥五号月球探测器,这是今年中国太空计划的亮点。