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2020年5月14日 星期

中国新一代载人飞船 在哪儿


5月8日,我国新一代载人飞船试验船在圆满完成了预定任务后,在酒泉东风回收着陆场成功着陆。这标志着该试验船的飞行试验任务圆满完成,也意味着中国载人航天工程迈出了探索浩瀚宇宙新的一步。那么,新一代载人飞船到底新在哪儿?

打造中的试验船。

创造多个首次

为了能在一次任务中验证更多新技术、新材料,新一代飞船试验船上应用了许多新设计、配置了许多新装备,创造了中国载人航天器领域的多个首次。例如,在此次任务中,返回舱结构首次采用了密封舱和非密封舱设计;防热结构首次采用了新型轻质耐烧蚀的碳基防热材料,以满足高速再入热防护的需求;首次采用了国际上推力最大的新型单组元无毒推进系统;首次采用了国内航天器最大的表面张力贮箱。此外,新一代载人飞船试验船上还搭载了我国科研院所的多项有源载荷,开展了太空3D打印等在轨空间应用和空间科学实验,实现了一次任务多方受益。

A

改为大“两居室”

跟“神舟”飞船三舱式结构不同,新一代载人飞船采用两舱式构型,由返回舱与服务舱组成。返回舱是整船的指令中心,也是航天员生活居住的地方;服务舱是整船能源与动力中心。

返回舱采用金属结构与防热结构分开的双层壳结构,相当于“内衣”的金属结构里面是航天员的“驾驶室”,只安装了环控生保、人机交互等直接关系到航天员生命安全和飞船操控的设备,这样就腾出了大量空间,也最大限度地避免了大量设备和航天员共处一室的安全隐患,因而具有容积大、密封性好、舱内视野遮挡少等特点。其他设备都放入了金属结构与防热结构中间的夹层中。因为这些设备不用呼吸,放到这个非密封的空间中也算是得到妥善的安置。

B

“内衣”可重复用

目前世界上所有已投入使用的载人飞船都是一次性使用的,因为不能像航空飞机重复使用,所以成本很高。为了降低进入太空的成本,未来载人飞船的一个重要发展趋势就是重复使用。

我国新一代载人飞船的返回舱是可重复使用的。它采用金属结构与防热结构分开的设计方式,返回后只需要更换防热结构即可,金属结构和舱内设备能重复使用。例如,星敏感器、计算机等一些高价值的设备,原先都是放在服务舱里的,落入大气层时会被烧毁。现在,经过优化设计,把它们由服务舱调整至返回舱安装,这样就可以随返回舱返回地面后进行回收利用。在返回舱外包覆我国自主研制的新型轻质防热结构,执行完任务后只需更换轻质防热结构,并经过规范严格的检测,就可以再次执行载人航天飞行任务了。

换句话说,我国新一代载人飞船返回舱每次返回后,只需要更换“外衣”就行,相当于“内衣”的金属结构舱可重复使用。

C

非常智能自主

新一代载人飞船的“大脑”——制导导航与控制系统很棒,极大地提高了飞船的自主运行能力、在轨生存能力和应用潜力,并降低了维护运营成本,对我国后续深空探测和载人航天型号的发展具有十分重大的意义。

飞船入轨后,其“大脑”可以不依赖地面,独立控制飞船飞行。它不仅能随时知道飞船现在处在什么位置,而且还知道将要去哪里、走哪条路能更快地到达目的地。

飞船还具备全自主连续变道能力,可智能途经若干个中间目的地。采用这种技术后,大大简化了飞船轨道控制的流程,减轻了地面飞行控制人员的工作量。

新一代飞船还能自己给自己“看病”。在飞行过程中它实时关注着自己的“健康”,一旦出现问题,飞船就能通过系统智能的算法给自己“诊病”,包括找到病灶并临时或长久剔除病灶。

D

返回时更安全

试验船的返回舱在返回时首次采用了群伞气动减速和气囊着陆缓冲技术,它可将重约6吨的返回舱速度由近200米/秒平稳减速至零。与国外目前在研的“猎户座”“载人龙”等飞船的返回舱相比,我国在回收重量和开伞动压等关键技术指标方面已达到国外同等水平。

另外,返回舱落地前不像“神舟”返回舱那样使用缓冲发动机减速,而是使用6个气囊帮助舱体平稳“软着陆”,可最大程度保证返回舱的安全和完整回收。据《北京日报》

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