揭秘美国最新宇宙飞船
从1981 年4月人类历史上第一架载人航天飞机出现在太空舞台,至今已经整整30 年的时间。但是现在,不得不和航天飞机说再见了。
随着“ 发现” 号、“ 奋进”号、“亚特兰蒂斯”号的相继退役,美国航天飞机时代告一段落,他们的太空探索将会又回到飞船时代。5月27 日,美国国家航空航天局(NASA) 公布了一款最新研制的多用途载人飞船(MPCV),该飞船是由美国洛克希德·马丁公司推出的“猎户座”航天器改良版,将作为未来美国宇航员进入外太空的全新运输系统。
多功能飞船出水
《国际太空》杂志副主编、空间技术专家庞之浩表示,上世纪美国已经研发出三代宇宙飞船,现在新造的飞船——“猎户座”航天器改良版将更多地应用以前成熟可靠的技术。
“ 猎户座”飞船是小布什政府“星座计划”的一部分,原计划供美国宇航员重返月球使用。虽然美国总统奥巴马上任后,终止了“星座计划”,但是依旧保留下了“星座计划”的一些重要项目,“猎户座”就是其中最为重大的项目之一。奥巴马希望将这种原本用于登月的运输工具改造为宇航员的紧急逃生设备,并在今后几年内将它送至国际空间站,以确保美国宇航员在空间站发生意外时不必依赖俄罗斯飞船逃生,同时该飞船也会用于未来的深度宇宙空间探测,比如登月、登陆火星及小行星等。
根据新的计划,大概在2025年左右NASA 将会派遣宇航员抵达小行星,本世纪30 年代抵达火星。而在登陆火星的过程中,“猎户座”航天器的改良版将会承担重任。
“猎户座”飞船的许多功能与美国以前建造的成功实施登月的“阿波罗”飞船相同,乘员舱的外形也相似。但庞之浩说“猎户座”飞船将容纳更多的宇航员:它的加压密封舱容积可达20 立方米,底部宽约5 米,重量约23 吨,可容纳4 名宇航员搭乘飞船前往火星,如果是飞往国际空间站,这种飞船就可以一次运送6~7名宇航员。相比之下,“阿波罗”飞船的3 名宇航员( 外加各类装备) 只能挤在一个大约10 立方米的狭小空间之中。
另外,新飞船最新的结构设计、电子技术、计算机技术及通信技术,将帮助工程设计人员扩展新型飞船的操作适应性,这将远远超出“阿波罗”飞船的设计水平。新飞船可以自动与其他航天器对接,能够在无人操作的情况下绕月飞行6 个月,并且有望多次重复使用。
目前,工程师们也在努力增强新飞船的安全性,比如如果发射时遇到紧急情况,强大的逃逸火箭会迅速将乘员带离危险境地,而这项安全保障措施是航天飞机的宇航员享受不到的。并且这种飞船可以在太空飞行21 天,升空和重返阶段比现有航天飞机“安全10 倍”。
美国国家宇航局对外表示,“猎户座”飞船设计方案将成为美国新一代载人航天器的蓝本。
飞船研制多管齐下
庞之浩对记者透露,除了“猎户座”改良版,美国的其他三类飞船也进入了建造计划:其一就是波音公司的“CST-100”载人飞船。按照波音目前的计划,该飞船将在2015 年左右飞往340 公里外的国际空间站,代替现在的航天飞机执行国际空间站宇航员的往返任务,不过该飞船未来还将为私人提供“太空旅馆”服务;其二就是美国私营太空探索技术公司的“天龙”号飞船,未来它既可以作为载人飞船,也可以当作货运飞船,其研制成本比较低并已在2010 年底成功试飞;另外美国麦克唐纳- 戴特维尔联合有限公司的“天鹅座”货运飞船也在研制的过程之中。
很显然,美国目前的飞船研制是多管齐下,这与美国总统奥巴马的太空政策具有很大的关系。由于太空探测经费日益吃紧,与其前任小布什总统相比,奥巴马采用了更为务实的太空策略,他建议波音及其他希望进军太空游的私营公司建造火箭或者飞船,NASA 买票使用这些公司的产品或者服务,将宇航员送入空间站。为此,最开始他甚至一度否决了“猎户座”飞船的研制计划。但是由于受到宇航部门的坚决反对,奥巴马政府才把“猎户座”项目保留了下来,并按照整体功能简化、费用降低的原则对“猎户座”进行了进一步改良。
美国为何停止航天飞机项目
2008年12月1 日,美国“奋进”号航天飞机安全着陆,完成了退役前的最后一次飞行。接下来,“奋进”号将进入美国的博物馆享受“退休生活”。美国的另一架航天飞机“发现”号已于今年3月先行退役。今年7 月,“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行最后一次飞行后,至此美国航天飞机将全部退役。
美国迄今共建造了6 架航天飞机,其中“企业””号为样机,另外5 架工作机分别是:“哥伦比亚”号、“挑战者”号、“发现”号、“阿特兰蒂斯”号和“奋进”号,除了分别于1986 年1 月28 日、2003 年2 月1 日在空中爆炸的“挑战者”号和“哥伦比亚”号,其余4 架航天飞机将分别被安放在4 个博物馆,供民众与游客参观。
“美国载人航天飞机的退役标志着一个航天时代的结束。”庞之浩告诉记者,虽然从长远的将来来看,载人航天飞机这种太空飞行器还会不会东山再起目前还无法预料,再过20 年以后美国再度进行新的航天飞机或者载人空天飞机打造并不是没有可能,但是在最近20 年内,载人航天飞机几乎再也不会出现在宇宙探索的征途上。
在国内一些航天研究人员看来,美国航天飞机终结是一种必然。而理清这种脉络,还得从航天飞机的建造之初说起。
上个世纪七八十年代,美国航天事业如日中天,“阿波罗”登月工程让美国坐上全球太空竞赛的头把交椅,更加刺激了美国的太空探测野心,也加大了此后美国宇航员进入太空的频率。
但是在NASA 看来,发射载人航天器需要巨大的火箭,并且都是一次性的不可回收重复利用,因此他们希望建造一种能够重复利用从而可以降低成本的新的载人航天器。
“在这样的局面下,航天飞机最终就出现在了人们的眼前。”中国科学院空间科学与应用研究中心研究员王世金说。
航天飞机是迄今为止人类建造的最复杂的机器,也是唯一一种功能齐全的航天器,它有3500 多个分系统、250 多万个部件,它可以垂直起飞、水平降落,以火箭发动机为动力发射到太空,从而在轨道上运行。
与宇宙飞船相比,航天飞机在工作方面无疑具有巨大的优势,除了可以在天地间运载人员和货物之外,凭着它本身的容积大、可多人乘载和有效载荷量大的特点,还能在太空进行大量的科学实验和空间研究工作。它可以把人造卫星从地面带到太空去释放,或把在太空失效的或毁坏的无人航天器,如低轨道卫星等人造天体修好,再投入使用,但是,航天飞机的风险性与使用成本都比宇宙飞船高出很多。美国研制并投入使用了的5 架航天飞机,每架研发费用20 亿美元,总共发射100 多次,每次飞行费用高达5 亿美元,返回后还要进行大量费时费力的检修,这让美航天局的财政不堪重负。并且两架航天飞机在飞行中的爆炸事故,至今依旧是美国人心头一个挥之不去的阴影。
“航天飞机并没有像当初预计的那样能够节省太空探索的成本。在目前的技术条件下,虽然宇宙飞船仅能往返使用一次,但是其相对规模较小、技术简单,费用也比航天飞机便宜。”王世金说,在这样的背景下,美国目前抛弃航天飞机,在太空探索工具的应用上重新回到宇宙飞船的轨道上就成了一种必然。
环球视野推荐
-
include("../../../cache/page/block_9449_article_default_10_37a125dc_3.html"); ?>
微博 博客
热点科评推荐
-
include("../../../cache/page/block_9448_article_default_10_c66644c3_3.html"); ?>