中國新火箭新飛船高調首飛,定調未來太空話語權

2020-12-05 騰訊網

2020年5月5日,雙日子宜雙飛。

就在今晚18點,今年中國航天頭號發射順利釋出,中國首款一級直接入軌火箭+新一代載人飛船試驗船,雙雙首次飛行,舉國歡騰,萬眾刷屏。非常罕見的是,官方對這次發射顯得頗為高調。提前預告,多方直播,全方位報導。

發射速覽

發射時間:北京時間5月5日18:00

發射地點:海南文昌航天發射中心一號工位LC101

運載火箭:長徵五號B火箭(胖五簡化版)

發射任務:運載新一代載人飛船試驗船至大橢圓軌道

主要看點:

箭船雙雙首飛:長徵五號B首飛+新載人飛船試驗船首次試飛

長徵五號B成功首飛,意味著可以順利推進後續重頭戲

中國新一代載人飛船首次進入太空,為開啟中國空間站時代打前陣

中國自信啟動高密度發射模式,在軌建造空間站拉開序幕,定調未來中國太空話語權

從4月24日移至5月5日

這次發射原本鎖定4月24日,即中國首顆人造衛星東方紅一號發射50周年紀念日當天,但由於長徵五號B火箭一些技術問題而推遲。

正好拼成中美「載人航天月」。中國5月5日首次發射新一代載人飛船測試版;美國鎖定5月27日重啟本土載人航天。都是歷史性重大發射。

前者箭船雙雙首飛,代表著中國新一代載人飛船首次進入太空,為開啟中國空間站時代打前陣。後者龍飛船首次載人飛,即將重啟美國本土載人航天,開啟美國乃至全球商業載人航天的新紀元。

自2003年以來,中國已成功執行6次載人航天任務5次無人航天任務、11名航天員14人次進入太空,成功運行兩個空間實驗室。

新一代載人飛船首亮真功夫

這次任務頭等大事是要測試、檢驗中國新一代載人飛船真功夫到底怎麼樣。儘管這次屬於測試版,新一代載人飛船試驗船,更不會搭載航天員,但測試任務都至關重要。

首次試飛主要驗證隔熱防護罩、再入大氣層控制、降落傘系統減速與回收等關鍵技術。據悉,再入隔熱能力比神舟飛船增強3~4倍。測試成功的話,會將這種關鍵技術加以推廣,不僅用於新一代載人飛船,而且還會用在貨運飛船上——未來的天舟貨運飛船,主要承擔貨運補給中國空間站任務,就像貨運龍飛船那樣,充當太空快運角色,同樣可以復用往返天地間。

據悉,這艘試驗船將進入8000公裡高軌道,然後高速再入大氣層。預計發射一天後,北京時間5月6日13:02~13:42區間返回著陸,著陸點位於酒泉衛星發射中心以東。以往神舟飛船的返航著陸點。

新一代載人飛船尚未正式命名,既可能延續上一代神舟飛船「神」字系列,也可能重新命名。

比照神舟飛船,新一代飛船諸多方面都有升級和優化。

更大更能裝

新飛船長8.8米,直徑5米,發射質量21.6噸,可承載6人或者承載3名+500公斤貨物。神舟飛船長8.65米,發射質量7.8噸,可承載3人。

中國新一代載人飛船具體分為兩款:近地軌道版(發射質量14噸),高軌道版/深空版(發射質量21.6噸),主要區別在於軌道服務艙不同。後者要比前者更重,加載更多功能。

設計復用10次

據悉,中國新一代載人飛船就像SpaceX龍飛船、星際飛船、獵戶座飛船那樣,採用復用翻新技術,具備多次往返大氣層能力,設計復用次數多達10次。

深空版飛船

就像NASA正在測試的獵戶座飛船,中國新一代載人飛船具備深空飛行能力,有能力作為月球軌道載人飛船、火星軌道載人飛船。

我們知道,現役神舟飛船是在聯盟號飛船基礎上設計、研製的,只能用於近地軌道,不能用於深空飛行。研製新一代載人飛船目的之一就是用於深空航行:執行繞月、登月任務和火星探索任務。這就需要新飛船變得更強勁,能夠應對更惡劣的深空輻射環境,以及能適應更高速再入能力。

看起來可直接對接國際空間站

新飛船還有一個亮點:配備國際標準對接系統(IDSS),這似乎意味著從技術層面新飛船可以與國際空間站對接。就像美國龍飛船、俄羅斯聯盟號那樣。但從政治上短期內還是不可能的。

儘管中國與歐空局、俄羅斯航天局都有合作,但沒有直接與美國宇航局合作。美國實際上把中國排除在國際空間站項目之外。2011年美國確立了「沃爾夫修正案」(Wolf Amendment),嚴格限制了NASA與中國官方機構雙邊合作。

中國首款一級直接入軌火箭

新飛船需要搭配新火箭。這次任務採用中國現役運力最強火箭——長徵五號的新兄弟,胖五簡化版/衍生版:乙型火箭(CZ-5B)。

這枚火箭序號為遙四,火箭型號為長徵五號B,發射任務是運送新一代載人飛船試驗船至大橢圓軌道。

該火箭比長徵五號箭高略低(53.66米)、起飛質量略小(849噸)、LEO運力相仿(25噸),整流罩長達20.5米,比長徵五號還長8米多(長五整流罩長12.3米)。

長徵五號B最大特點就是取消了第二級,為一級半結構,號稱「中國首款一級直接入軌火箭」,主要目的就是為了擔綱中國空間站各艙段發射任務等,因為空間站各艙段動輒就是接近20米。

梳理下長徵五號B簡歷——

高度:53.66米

直徑:5米

級數:1.5級

運力:LEO25噸

2臺主火箭發動機:YF-77液氫液氧發動機(因此也稱胖五為超低溫冰箭),這是中國自主研製的第一款高推力低溫燃料發動機,相對於中國以前的低溫氧/氫發動機,比長三甲、長三乙使用的YF-75發動機,在技術上跨越一大步。海平面版推力510千牛,真空版推力700千牛,燃燒時間520秒,無毒無汙染。

8臺助推器發動機:YF-100型液氧煤油發動機(類似蘇俄RD-120),目前中國推力最大的火箭發動機,綠色環保型,產生推力1199千牛,燃燒時間155秒。

發射次數:1次

未來任務:2021~2024年4次(2021年部署天和號核心艙、~2022年問天號實驗艙、~2023年夢天號實驗艙、2024年巡天太空望遠鏡)

部署中國空間站

定調太空話語權

隨著去年底成功復飛胖五、今天成功首飛長五B,順利釋出兩次重大發射,這意味著由此開啟重箭重大部署模式,作為中國現役最大運力火箭,從2020年起,將會動用胖五部署天問一號火星探測任務、嫦娥五號、嫦娥七號、嫦娥六號探月任務,動用長五B陸續部署天和號核心艙、問天號實驗艙、夢天號實驗艙、巡天太空望遠鏡。

再加上4次載人飛船、4次天舟貨運飛船發射任務,這意味著兩三年內中國開動高密度發射模式,確保全面建設建成中國空間站。正可謂一箭飛天,重任在肩,大業待發,諸事振興!

從天宮一號、天宮二號,再到未來的中國空間站(天宮號),一直獨立兼程,一路穩妥前行。

中國空間站分為三段式,由一段核心艙和兩端實驗艙組成T字型的基本構型。兩段實驗艙分別長期停靠在核心艙的左右兩端,貨運飛船、載人飛船分別對接核心艙的前後兩端。

如今瞄準2021年,動用長徵五號乙型火箭首發核心艙——天和號,之後陸續發射神舟號載人飛船、天舟號貨運飛船、問天號實驗艙,一直到2023年前後夢天號實驗艙實現對接後,完成天宮號基本版組建。

到時候,每組航天員進駐至少180天,再與下一組航天員進行輪替,形成長久不間斷的常駐空間站,類似國際空間站ISS的那種模式。常駐航天員人數3~6人,設計使用壽命至少10年,基本規模達到66噸。這一規模是和平號空間站的1/2,國際空間站的1/6。

計劃2024年部署巡天太空望遠鏡,視野將是大名鼎鼎的哈勃太空望遠鏡的300倍。

再下一步,就是拓展中國空間站的規模,擴展一個核心艙,兩個實驗艙,常駐一艘載人飛船,用來航天員載人運輸和應急返回等任務,最大規模可達180噸。果真達到如此規模的話,登上月球,建立月球基地,登陸火星,飛向更遠的木星,都已不再遙遠,甚至有的計劃已經並行實現。

與此同時,以美國為首的國際空間站延長使用期限,從2024年延至2028年。計劃中的全世界首個商業空間站(公理號太空站)要是順利建造的話,也將在2024年運營。這就意味著:2024年我們頭頂上400公裡上下的太空,會有三個太空站並行:國際空間站、天宮號、公理號。熱鬧了,我們的太空!刺激吧,新太空競賽!

6月12日,中國載人航天工程辦公室與聯合國外空司在奧地利維也納舉辦的聯合國外空委第62屆會議期間,共同組織召開發布會,宣布了聯合國/中國圍繞中國空間站開展空間科學實驗的第一批項目入選結果,共有來自17個國家、23個實體的9個項目成功入選。

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