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超越NASA的猎户座,我国新一代载人飞船方案出炉,载人登月的关键

2022-12-25 12:27 作者:光电科技君  | 我要投稿

2020年5月,长征五号B火箭首次飞行任务圆满成功,验证了我国新一代载人飞船、柔性充气式返回实验舱,以及其他10种试验载荷。


前不久,美国NASA阿尔忒弥斯载人重返月球计划一号任务,猎户座飞船载着假人、假狗顺利降落在太平洋海域。

这两艘飞船都是面向载人登月标准设计制造的,其中美国NASA的猎户座飞船按照计划将于2024年执行阿尔忒弥斯二号任务,搭载4名宇航员进行绕月飞行。


而最近,我国的新一代飞船迎来新的蓝图,中国航天科技集团董事长吴燕生在《航天新征程》的课程中,曝光了我国新一代载人飞船的概念图。


从PPT中可以看出新一代飞船与之前试验成功的飞船外观有明显的变化。之前试验时,新一代飞船采用钝头设计,身高近9米,最宽处为4.5米,自重20吨,地月轨道运载能力为1.4吨,可乘坐7名航天员。


而在最近的蓝图中,新一代飞船继续沿用两舱机构,由返回舱和推进舱组成。但是新一代载人飞船直径增加到5米,返回舱部分不再通过整流罩,而是直接与逃逸塔连接。


相比于神舟飞船,新一代飞船是可重复使用飞船。其返回舱空间站更大,人、设备、货物分区布局,航天员往返太空更加舒适。内部更加现代化,赋予了人工智能等最新科技成果。


外壳部分采用高强度新型材料,尤其外部可拆卸的防热结构,可以承受3000摄氏度的烧蚀考验,从飞船试验和嫦娥五号返回情况来看比较理想。

着陆系统采用“群伞+气垫”模式,使得飞船降落更加平稳。


新方案表明,新一代飞船将和“龙飞船”一样,不再采用整流罩,而是增加了方案成熟的逃逸塔。内部空间可以达到13平方米,相比于猎户座和龙飞船的9平方米要大了很多。


13平方米的空间可以看作是一个“标准间”,不但有独立的就餐区和娱乐区,还有新型座椅和显示大屏,航天员们操作飞船更加智能化。

按照中国航天一贯低调的作风,此次方案的曝光,很有可能意味着新飞船已经在生产和制造过程中。


作为同样以登月为目标的飞船,猎户座与我国新一代飞船相比起来到底怎么样呢?

一,研发时间上,我们更短。

猎户座飞船自洛克希德·马丁公司接到订单为起点,已经研制了16年时间。我国新一代飞船自项目立项到2020年首飞,也只有3年时间,而如果按计划2027年载人首飞,整个周期则为10年;


二,我国飞船返回舱空间更大。

两款飞船都是两舱设计,服务舱或者推进舱都是为各自轨道设计的,比较重点在于返回舱。


猎户座返回舱重量10.4吨,最大直径5米,高度为3.3米;我国新一代飞船返回舱自重约为7吨,最大直径5米,高度不低于4米。显然我们的空间要更大,运载能力要更强。



三,我国飞船新材料、新工艺更多。

猎户座飞船几乎延续了阿波罗时代返回舱的防热设计,最大的改进就是增加了蜂窝格子,烧蚀材料0.56g/cm³。而我国嫦娥五号的参数是0.5g/cm³,单就是这一参数差异,就使得我们用更轻的材料,实现了更高的防热效果。


而我国新一代飞船还将采用更为先进的新型防热材料,经过多年研发和验证的轻质碳基烧蚀材料,密度更低,防热性能更好。

猎户座飞船的返回舱隔热瓦烧蚀殆尽后,溅落到海洋里,基本不能再重复使用了。我们的新飞船一层涂层就能搞定,下次使用重新喷涂即可。


这只是一个方面的材料,其他自主研发的新工艺,新材料的使用,让我们的新飞船独具优势。


其他诸如轻量化设计的降落伞,着陆精度,重要设备的可重复使用性方面等等,我们全面领先。

另外空间站二期效果图的我国新一代飞船不但可以为更新的空间站提供运载服务,还能为以后登月之后的登火,提供有力保障。



当然,我们做出对比,并不是沾沾自喜,技术是积累的创新的产物,必须清醒地认识到在其他方面还存在很多差距。

我们必须按照稳定、持续的研发路线走下去,向深空探索迈进,需要的是整个工业体系的支持,因此需要几代人的共同努力。


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