“神舟12号”将赴中国空间站!中国“神舟”一步跨进第三代
据中国载人航天工程办公室动静,本年6月,我国将发射“神舟12号”载人飞船,把3名航天员送到空间站“天和”核心舱内生活工做3个月;本年10月,还将发射“神舟13号”载人飞船,把3名航天员送到“天和”核心舱内生活工做6个月。
大戏收场之前,我们聘请全国空间探测手艺首席科学传布专家庞之浩和读者聊聊世界载人飞船开展的那些事儿。
苏俄载人飞船:加加林成太空第一人
问:苏联是世界上最早研造载人飞船的国度,能否介绍一下苏俄载人飞船的开展情况?
答:1961年4月12日,苏联航天员加加林乘坐世界第一艘载人飞船“东方1号”上天,成为世界太空第一人。
苏联第一代载人飞船叫“东方”。它接纳2舱式构型,由返回舱和推进舱构成,最长飞翔时间为5天。从1961年4月到1963年6月,一共发射了6艘。不外,那时航天员接纳跳伞体例落地。该飞船球形返回舱能乘坐1名航天员。舱内有可供飞翔10日夜的生命保障系统、弹射座椅和无线电、光学、导航等仪器设备。其推进舱位于座舱后面,舱内拆有化学电池、返回反推火箭和其他辅助设备。
苏联第二代载人飞船叫“上升”。它是在“东方”根底上改良而成的,即把粗笨的弹射座椅改为3把通俗的座椅,以便乘坐3人。1964年10月,“上升1号”飞船初次乘载包罗科学家在内的3名不穿航天服的航天员绕地飞翔。1965年3月发射的“上升2号”飞船使列昂诺夫成为世界太空行走第一人,为此,在“上升2号”的返回舱外增设了气闸舱,供航天员空间出舱利用。因为那两艘“上升”飞船还增加了着陆缓冲用的造动火箭,使返回舱能够软着陆,所以从此航天员不消再以跳伞体例落地了。
苏俄第三代载人飞船叫“联盟”。它于1967年起头利用,接纳3舱式构型,即在返回舱前增加了1个轨道舱和交会对接机构,因而它不只使航天员的生活和工做空间扩大了,还能与空间站对接,为空间站接送航天员和物资。与前两代飞船比拟,“联盟”内部可栖身容积增大了1倍,返回空中时的更大过载也由8~9g(重力加速度单元)削减到3~4g,那使航天员恬逸多了。该飞船屡次改型,包罗联盟T、TM、TMA、TMA-M、MG等,共发射了上百艘。那种第三代载人飞船至今仍活泼在世界载人航天的第一线,目前利用的“联盟MS”能搭载最多3名航天员,停靠在空间站215天。
美国载人飞船:“阿波罗”载人登月
问:美国载人飞船曾载人登上月球,他们履历了如何的开展过程?
答:美国研造的第一代载人飞船叫“水星”。它是目宿世界上独一的1舱式飞船,于1961年4月至1963年6月利用,能乘坐1人。美国第一次载人轨道飞翔是在1962年2月20日,航天员格林乘坐“水星6号”载人飞船绕地球飞翔了3圈。
美国第二代载人飞船叫“双子星座”,于1965年投入利用,由返回舱和推进舱构成,可载2人,次要用处是为载人登月做筹办。它先后完成了轨道灵活、交会对接和航天员空间出舱等试验使命。从1965年3月到1966年11月,“双子星座”飞船共停止了10次载人飞翔。固然它与“水星”飞船外形类似,但其密封舱容积加大了;飞船各系统不再接纳“堆积”体例拆在一路,而是按舱室形式安拆;增加了交会雷达……那些使飞船性能大为进步。
美国第三代载人飞船叫“阿波罗”。它是目宿世界上独一的登月式飞船,总高29米,重约46吨,由指令舱、办事舱和登月舱构成,可乘坐3人。此中指令舱是航天员生活和工做的处所,为圆锥形,舱内充以34.3千帕的纯氧,温度连结在21~24℃;办事舱拆有变轨推进剂和主策动机、燃料电池,能把飞船从月球轨道送回空中;登月舱是那种飞船独有的,由下降级和上晋级构成,用于下降到月球外表和分开月面。共有6艘“阿波罗”飞船送12名航天员实现了登月。
苏俄载人飞船的返回地点均为本国陆地,目标是为了保密。而美国载人飞船的返回地点都在海面,在海面收受接管没有障碍物,易被发现,且缓冲性能好一些,但要求座舱密封性能好,海面搜刮才能强。
值得一提的是,美国在开展载人飞船之外,还曾破费很鼎力气开展航天飞机。航天飞机是一种用处广、载严重、乘员多、较温馨的程度着陆有翼航天器,但成本高、较危险,所以美国在发射了135架次航天飞机后就让它提早退役了,转而从头研造载人飞船。目前,世界载人六合往返运输系统只要载人飞船。
中国载人飞船:“神舟”一步跃至第三代载人飞船程度
问:中国是继苏美之后,世界第三个独立开展载人航天器的国度,能否介绍一下我国载人飞船开展的情况?
答:中国在2003年10月15日胜利发射了第一艘载人飞船“神舟5号”,使航天员杨利伟成为中国太空第一人,并使中国成为世界第三个独立开展载人航天器的国度。“神舟5号”接纳3舱式构型,到达世界第三代载人飞船的程度。
至今,我国已陆续胜利发射了6艘“神舟”载人飞船,把11名航天员、14人次送上了太空,所以该载人飞船在手艺上比力成熟。
“神舟”飞船接纳由轨道舱、返回舱和推进舱构成的3舱式构型,总长近9米,总重约8吨,乘员人数3人,飞船内航天员自在活动空间6立方米。飞船有效载荷量量在入轨时不小于300千克,返回时100千克。其可靠性为0.97,航天员的平安性为0.997。该飞船可自主飞翔7天,停靠飞翔180天。
轨道舱位于飞船前部,呈圆柱形。其侧壁有一内开式舱门。前端有交会对接安装。该舱用于航天员入轨后的工做、吃饭、便利和睡觉。
返回舱呈钟形。外表为低密度烧融质料所包敷,设有两个伞舱。大底里拆有4台固体缓冲策动机。该舱是航天员往返时的座舱,也是飞船的控造中心,具有着陆后撑持航天员陆上保存48小时、海上保存24小时的才能。轨道舱和返回舱均为密封压力舱,舱内情况与空中根本一样,航天员活动的处所,被称为“一室一厅”。
推进舱接纳非密封构造,为飞船供给动力、电源、燃料等。尾部拆有4台2.5千牛的变轨策动机,侧壁拆有姿控策动机和24平方米主太阳电池翼。
“神舟”由系统总体和13个分系统构成。那些分系统涉及物理、医学等数十种学科范畴,所以具有手艺多样性和研造复杂性。
为适应差别阶段的使命变革,“神舟”飞船先后有三种手艺形态。一是初期试验手艺形态,“神舟5号”“神舟6号”载人飞船接纳那种手艺形态,特点是轨道舱上也拆有一对太阳电池翼,返回舱返回空中后,轨道舱可留轨操纵半年。二是出舱活动试验手艺形态,“神舟7号”载人飞船接纳那种手艺形态,特点是打消了轨道舱的太阳电池翼,不留轨操纵,而且具有气闸舱的功用,增加了扶手,用于航天员空间出舱活动。三是六合往返运输器手艺形态,轨道舱不留轨操纵,前端增拆了交会对接安装,“神舟8号”以后的载人飞船都接纳那种手艺形态,用于为“天宫”供给载人六合往返运输办事。
“神舟”载人飞船有很多特点。例如,起点较高,没走美苏的老路,间接接纳3舱式构型;可一船多用,有的飞船轨道舱可留轨操纵半年,相当于免费发射了1颗卫星;智能化水平高,接纳了信息手艺的最新功效,太阳电池翼能主动瞄准太阳;防热手艺和下降伞都具有世界先辈程度,等等。
中国“神舟5号”载人飞船
中国“神舟11号”载人飞船
开展中的世界第四代载人飞船:中美俄各有高着儿儿
问:目前,美国、中国和俄罗斯正在鼎力开展世界第四代载人飞船,三个国度那方面的停顿情况如何?
目前,美国、中国和俄罗斯正在或已经研造出生避世界第四代载人飞船。第四代载人飞船的特点是:用处广,可一船多用,能飞往空间站,也可飞往月球以至小行星和火星;能反复利用屡次,以降低成本;运载才能增加,每次能够运送4~7人;接纳2舱式构型,但曲径比力大,如许能降低成本,进步可靠性。
美国政府投资、洛马公司研造的第四代载人飞船“猎户座”次要用于载人深空探测。它由办事舱、乘员舱、发射中行系统以及飞船适配器构成,重约23吨,曲径约5米。乘员舱内部仅有10个仪表盘摆布,能带4~7名航天员;可反复利用10次。其办事舱来自欧洲货运飞船主动转移飞翔器,用于向乘员舱供给能源、热控造、燃料及动力。本年11月,美国方案发射无人“猎户座”到地月转移轨道,用于为工程师评估该飞船的深空表示供给重要线索,为将来的载人月球使命供给根底数据,为2024年航天员重返月球做好筹办工做。
美国商用飞船“载人龙”是世界第一种投入适用的第四代载人飞船,2021年至少升空3次。它由前椎体、加压舱和办事舱三部门构成,最多可将7人送至近地轨道。加压舱内部操控台由4块可挪动大型液晶触摸控造屏构成,航天员可从天花板上拉下触摸控造屏;没有逃逸塔,接纳初创的新型发射逃逸系统,本身拆配的超等天龙座策动机系统,可在乘员从进入飞船到入轨的全过程中供给逃逸才能,那不只能使飞船着陆更便利,还使飞船能反复利用;没有太阳电池翼,接纳非加压舱半包抄体拆式太阳能电池板,如许可制止呈现展不开的毛病,并且比展开式太阳能电池同党利用率高,效能更好,因为无论哪个角度,只要有太阳光照,飞船就会吸收光辐射;可独立飞翔1周,能停靠飞翔210天。
美国波音公司正在研造另一种商用载人飞船“星际客船”,次要用于施行近地轨道使命。它由乘员舱和办事舱两部门构成,曲径4.56米,长度5.03米,体积11立方米,发射量量13吨,乘员最多7名,可反复利用10次。其控造面板不到一米宽,上面没有良多按钮开关,接纳了波音发光二极管“天空照明”手艺,与波音787“梦幻客机”所用手艺类似。该飞船即将投入利用。
俄罗斯正在研造第四代载人飞船“雄鹰”。它丢弃了“联盟”的3舱式构造设想,接纳全新的2舱式设想,将用于代替“联盟”飞船施行近地轨道使命,可在轨自主飞翔近30天,也能停靠在空间站上近一年,将来还可用于载人登月。其内部空间是“联盟”的两倍,可搭乘4名航天员和500千克货物。它返回着陆前,将伸出4个拆有减震器的收架,使飞船不会有强烈的碰击感。该飞船着陆精度要优于5千米,远比“联盟”25千米的着陆精度高,更大的特点就是能够屡次反复利用,在地球轨道上或施行短期地月往返飞翔时可反复利用10次,在施行持久与绕月轨道站对接使命时可反复利用很多于3次。
2020年5月5日,我国新一代载人飞船试验船升空,5月8日返回。它接纳2舱式构型,由返回舱和办事舱构成;返回舱接纳流利的倒锥型钝头体气动外形,每次能够运送4~7人,可反复利用屡次;全长约9米,更大曲径4.5米,更大发射重量23吨;既能够在近地轨道飞翔,也能完成载人月球探测等载人深空探测使命;除了继承了“神舟”的可靠、平安等长处外,在温馨性、经济性以及智能化水平等方面有了大幅提拔;返回时接纳了由2具减速伞和3具主伞构成“群伞减速”收受接管计划,返回舱落地前利用6个充气气囊帮忙舱体平稳“软着陆”,更大程度地包管了返回舱的平安、完好收受接管。试验船飞翔使命的圆满胜利,标记着我国新一代载人飞船已具备雏形。
载人飞船用处非常普遍。例如,可用于打破和掌握载人航天根本手艺;为空间站接送航天员和物资;做为空间站救生艇;停止太空旅游等。为此,包罗印度、日本和欧洲航天局也都筹办开展载人飞船。
来源:北京日报客户端 记者:王鸿良
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