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天舟五号飞船为什么不回收?

2023-09-12 15:33 作者:轻舟一号  | 我要投稿


“天舟五号”最后一次撤离空间站


北京时间2023年9月12日09:13,“天舟五号”货运飞船已受控再入大气层。“天舟五号”于2022年11月12日10:03发射升空,到再入销毁,任务飞行时间达到304天零50分钟。作为服务“神舟十四号”、“神舟十五号”和“神舟十六号”3次载人飞行任务的“三朝元老”,“天舟五号”再入销毁未免让人不舍,为什么不进行回收?


“神舟”载人飞船,从下至上依次是推进舱、返回舱、轨道舱


目前,我国能够实现回收的现役飞船为“神舟”载人飞船,该飞船采用推进舱、返回舱、轨道舱3舱串联构型,其中返回舱可实现回收,负责航天员的天地往返运输。和推进舱和轨道舱的圆柱形结构不同,“神舟”飞船的返回舱被设计成“钟形”,在大底和顶部形成较大的直径差,使得大底能够在进入稠密大气层后为抵消返回舱动能产生足够的阻力。与此同时,在气动减速阶段飞船表面会产生1200度乃至更高的高温,飞船在经历该阶段时既要防止烧蚀销毁又要为舱体和舱内维持一个较低的温度,为航天员和仪器设备建立一个适宜的环境,这就需要在舱体表面敷设多层防热材料。


左起:“猎户座”飞船推进舱、返回舱


在人类载人航天史上,可回收飞船返回舱的外形都采用“钟形”和“锥形”设计,现役飞船当中,俄罗斯的“联盟MS”载人飞船返回舱采用的就是“钟形”设计,美国“龙”飞船返回舱采用的就是“锥形”设计。而如果是深空载人飞船,其大底与顶部的直径比还会更大,比如美国的月球载人飞船“猎户座”,其顶部到大底的直径增幅远远大于近地载人飞船“联盟MS”,原因在于月轨返回速度更大、动能更大,减速需求更大。


“天舟五号”货物舱


据此可知,如果在现有外形不变的情况下,要对“天舟”飞船货物舱进行回收,即便为其货物舱与推进舱的连接面加装防热大底,并在整个外表面敷设防热材料,由于其圆柱形结构,也无法利用气动减速充分降低动能,伞降也无法抵消过大速度,会导致货物舱无法安全落地。


“天舟五号”


“天舟”货运飞船是在“神舟”载人飞船和“天宫”系列太空实验室基础上研制的,起点较高,但是为了最大限度地满足货运需求,其采用的是不可回收设计,在目前货物舱的基础上并不具备回收功能,也不具备改进回收的潜力。未来,要实现货运飞船回收乃至复用的目标,得靠客货两用的新一代载人飞船。



“天舟五号”是中国空间站建站阶段最后一艘在轨飞船,其创造了世界空间站任务最快交会对接纪录,并成为我国独立飞行时间最长的飞船(超过32天)。随“天舟五号”搭载上行的多项空间应用项目进展顺利,为空间站应用与发展阶段的运营管理积累了重要经验。完成使命后,“天舟五号”奉命再入,化作流星闪耀南太平洋上空。再见,“天舟五号”!


作者:大白高国

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