2020年5月5日,長征五號B運載火箭首次飛行,搭載的新一代載人飛船試驗船、柔性充氣式貨物返回艙試驗艙成功進入預定軌道。2020年5月8日13時49分,中國新一代載人飛船試驗船返回艙在東風著陸場預定區域成功著陸,試驗取得圓滿成功。
那么,首次在太空亮相的新一代載人飛船與傳統的神舟飛船有哪些不同?在性能和功能上有著怎樣的進步?下面我們一起來探討。
名稱 | 新一代載人飛船 | 神舟飛船 |
長度 | 約9米 | 約9米 |
最大直徑 | 約4.5米 | 約2.9米 |
發射重量 | 約22噸 | 約8噸 |
發射火箭 | 長征五號B等 | 長征二號F |
結構組成 | 返回艙、服務艙 | 軌道艙、返回艙、推進艙 |
可搭載宇航員人數 | 6-7 | 3 |
神舟飛船
神舟飛船是中國自行研制,具有完全自主知識產權,達到或優于國際第三代載人飛船技術的飛船。神舟號飛船與國外第三代飛船相比,具有起點高、具備留軌利用能力等特點。
飛船結構分為:軌道艙、返回艙、推進艙、附加段四部分。
軌道艙的兩側安裝了太陽電池板翼,使其在獨自飛行的階段可以獲得電力;軌道艙尾部有4組小的推進發動機,每組4個,為飛船提供輔助推力和軌道艙分離后繼續保持軌道運動的能力;軌道艙是飛船進入軌道后航天員工作、生活的場所。返回艙返回后,軌道艙相當于一顆對地觀察衛星或太空實驗室,它將繼續留在軌道上工作半年左右。
返回艙則是航天員的“駕駛室”,是飛船的指揮控制中心,內設可供3名航天員斜躺的座椅,供航天員起飛、上升和返回階段乘坐,為密閉結構,前端有艙門。艙內還安裝了供著陸用的主、備兩具降落傘。
推進艙,顧名思義,是安裝了推進系統、電源、軌道制動,并能為航天員提供氧氣和水。附加段則是為將來與另一艘飛船或空間站交會對接做準備用的。在載人飛行及交會對接前,他也可以安裝各種儀器用于空間探測。
新一代載人飛船是我國第二代載人飛船,將來會用于中國近地空間站運營和后續載人月球探測等任務,具備高安全、高可靠、適應多任務和模塊化設計特點,此次發射的新一代載人飛船試驗船主要用于驗證氣動熱防護、再入控制和群傘減速回收等關鍵技術。
新一代載人飛船改用“兩艙”式:返回艙、服務艙。返回艙是整船的指令中心,也是航天員生活居住的地方,可乘坐6至7名航天員;服務艙是整船能源與動力中心。
新一代載人飛船較傳統飛船有明顯的六大技術突破,其特點可概括為“更清潔”“更高效”“更智能”“更安全”“更大容量”“可重復利用”:
1. 采用國際上推力最大的單組元無毒發動機。該發動機使用的HAN 推進劑具有無毒、無污染、低冰點、密度大、比沖高和使用維護成本低等優點,后續將全面替代現有推進劑,進一步提高航天員的安全性。
2. 采用國內目前空間飛行器用的最大容積表面張力貯箱。這一貯箱采用鋁合金內襯+復合材料纏繞結構,裝載量更多,能為飛船提供更大的軌道機動能力。
3. 安裝了更加全面的綜合電子系統。此系統用于整船總線管理、時間系統管理、數據存儲、觸點信號處理,以及熱控管理等功能,讓飛船的運行更高效。
4. 運用了更加智能的自主軌控技術。姿控發動機用于對飛船進行姿態控制,保持三軸對地姿態以及變軌和制動期間的姿態穩定性;軌控發動機能實現多次變軌,并成功執行返回制動,精準操控飛船完成太空飛行。讓飛船在太空的飛得更“輕快”“精準”。
5. 采用的新型防熱結構與材料,采用金屬結構與防熱結構分開的雙層殼結構。采用的新型輕質防熱材料不僅承受住了再入返回過程中上千度的高溫燒蝕,守護了返回艙的安全。且防熱結構首次采用可拆卸更換設計,而內層的金屬結構和艙內設備能重復使用,能夠有效提高可重復使用率。返回后只需更換一套新的防熱結構,返回艙就又能投入下一次任務,從而大大降低載人飛船的飛行成本。
6. 首次采用群傘氣動減速和氣囊著陸緩沖技術。返回艙進入大氣層,到達指定高度后,2具減速傘和3 具主傘依次打開,落地之前,6個氣囊充氣打開,幫助艙體平穩“軟著陸”,最大程度保證了返回艙的安全、完整回收。
此處首飛成功的新一代載人飛船試驗船還有一項太空實驗尤為引人注目。那就是我國的首次太空3D打印實驗,這也是國際上第一次在太空中開展連續纖維增強復合材料的3D打印實驗。此次實驗完成了連續纖維增強復合材料的樣件打印,并驗證了微重力環境下復合材料3D打印的科學實驗目標。
相信在未來的幾年里,隨著新一代載人飛船的飛行任務的不斷執行,它必然會變得更智能更優化,在太空中留下自己美麗的身影,在國際航天科技史上添上自己濃墨重彩的一筆!