可重複使用載人飛船都有了,太空梭還要嗎?

2020-12-02 123觀察室

圖為落地狀態的新一代載人飛船,黑色的「外衣」屬於一次性可更換組件

繼日前完成長徵五號B新一代大推力火箭成功首飛之後,近日中國航天再創佳績,中國新一代載人飛船順利完成測試,準確著陸。而根據公開的信息顯示,國產新一代載人飛船除了在重量和尺寸方面大幅超越上一代載人飛船、載人數量超過一倍之外,最大的特點就是具備了重複使用能力,有消息稱中國新一代載人飛船重複使用次數可以達到十次。在完成一次任務之後,只需要更換載人飛船的「隔熱外衣」和「隔熱帽子」就可以再次使用,在再次使用前將會和所有的載人飛船發射一樣通過必要的測試。而隨著可重複使用太空飛行器技術在中國新一代載人飛船上實現應用,中國在未來還有沒有必要像當年的美國那樣搞太空梭,就成了一個需要探討的問題。相比於太空梭,可重複使用載人飛船明顯更加經濟,但是太空梭也有太空梭的好處。

(新一代載人飛船重量和尺寸都比上一代飛船大幅提高,應用了更多的新技術)

中國新一代載人飛船已經完全接近太空梭

載人飛船是保障航天員在外層空間生活和工作以執行航天任務並返回地面的太空飛行器,是航天員天地往返的最重要裝備之一,是最早承擔航天員天地往返運輸任務的飛行器。在冷戰時期美蘇開啟載人航天競賽之後,美蘇就相繼開始研發能夠將人送上太空並安全接回地面的飛行器,載人飛船應運而生。前蘇聯在1961年發射的東方號飛船,美國的水星號飛船都是最早的載人飛船之一。但是,在當時,受技術限制,載人飛船都只能單次使用,且攜帶的物資和人員總重量也受到嚴格限制。比如中國上一代的神舟號載人飛船,其實就借鑑了前蘇聯載人飛船的一些設計思路,神舟飛船最多只能搭載3名航天員的設計也能反映出載人飛船的局限。在這樣的背景下,在載人飛船之後,當時科技實力最強的美國就產生了新的想法。

新的載人飛船增加了大型氣囊緩衝著陸裝置

鑑於早期載人飛船的局限,美國在當時就開始設想研發一款可以重複使用、載重量和載員人數更多的新型天地往返飛行器,也就是後來的太空梭。美國曾經先後研發成功並擁有了五款太空梭,分別是哥倫比亞號、挑戰者號、發現號、亞特蘭蒂斯號和奮進號。根據美國最初的計劃,美國的太空梭壽命為20年,每架太空梭的使用次數為100次,但實際上,美國總計五架太空梭飛行總次數加在一起也只有132次,其中飛行次數最多的是發現號,39次,最少的是挑戰者號,只有10次。只不過在載員人數方面,美國的太空梭確實比早期的載人飛船提升不少,舉例來說,美國飛行次數最多的太空梭發現號,總計飛行了39次,搭載人數達到252人次,也就是單次6-7人的水平。而和美國當年的太空梭相比,中國新一代載人飛船性能已經非常接近。

新的載人飛船應用了最新的返回制導策略控制方式

在載人數量方面,中國新一代載人飛船搭載航天員數量也達到6人,和美國當年的太空梭相當。而在人數之外,中國新一代載人飛船也具備重複使用能力。根據公開的信息顯示,中國新一代載人飛船最大的特點,就包括較高的安全等級,較高的可靠性,模塊化設計,多任務能力和可重複使用能力,據稱中國新一代載人飛船可重複使用次數已經達到10次。而且,美國當年發展應用太空梭另一個原因,就是降低成本的想法,中國新一代載人飛船也已經實現,由於採用可重複使用設計,新一代載人飛船的一些高價值設備都放置在返回艙,在完成一次降落之後,只需要更換返回艙的外層新型隔熱材料,再進行必要的檢測就可以再次使用,包括上述放置在返回艙的高價值設備,而這些新設計也都可以更好的降低中國載人航天的成本。

美國當年發展的太空梭最初想法就是重複使用

而且,值得一提的是,中國新一代載人飛船不但可以承擔航天員近地軌道往返運輸任務,在返回艙不變的情況下,更換動力更強勁的服務艙以後,中國新一代載人飛船還可以到月球附近「轉圈」。而應用了如此多新技術、新理念的中國新一代載人飛船,其整體性能其實就已經接近當年美國研發的太空梭。論可靠性和安全性,中國新一代載人飛船甚至遠高於美國當年研發應用的太空梭。

只不過,上述種種其實也並不能完全抹殺太空梭的價值,對於中國來說,研發應用太空梭很可能也是有必要的。

未來空天戰鬥機

由以上就可以看出,中國新一代載人飛船的技術水平已經達到非常高的標準,中國新一代載人飛船整體性能已經超越目前世界已知的所有載人飛船,非常接近更加高端的太空梭,其可靠性水平甚至大幅超越太空梭。單就航天員天地往返運輸任務而言,中國新一代載人飛船已經完全足夠,中國也無需再發展太空梭。但是,從科技和軍事的角度來講,太空梭還是有必要的。

美國研發應用過哥倫比亞號、挑戰者號、發現號、亞特蘭蒂斯號和奮進號五款太空梭

首先是科技:和當年的前蘇聯不同,現如今的中國和美國發展航天項目的最大目的,其實就是推動本國的科技進步。比如傳統的載人飛船和中國新一代可重複使用載人飛船,以及美國當年的太空梭項目,就很好的促進了本國材料技術的發展。根據相關的測算,美國在冷戰時期投入巨大的航天項目獲得的技術成果,在經過「軍轉民」性質的技術轉移應用之後,全部的效益收入也遠超航天的投入。而和太空梭相比,中國新一代載人飛船雖然也實現了可重複使用,但是其重複使用次數,至少和美國計劃的太空梭重複使用次數相比,還是有很大差距,這種差距的原因之一很可能就包括材料技術。因此,從促進中國科技繼續快速發展的角度來說,中國仍然有必要研發應用更加高端、可重複使用次數更多的太空梭,中國在太空梭項目中可能的投入也必然不會浪費。

其次是軍事:所有人都很清楚,人類不可能永遠止步於地球和月球,走的更遠必然會是世界大國不變的追求。也就是說,為了未來可能的外太空「跑馬圈地」,快速發展的中國也應該發展外太空探索價值更大的太空梭。而且,在現今的軍事裝備發展中,太空梭項目也是有價值的。舉例來說,美國非常神秘的X37B空天往返飛行器就被認為是美國未來空天戰鬥機的雛形,而X37B的發展應用,美國在冷戰時期的太空梭研發明顯起到很大促進作用。和中國新一代的載人飛船不同,美國的X37B空天往返飛行器和當年的太空梭都可以實現水平跑道著陸,而隨著人類航天科技的進一步發展,未來的太空梭實現自主起飛也不是完全沒有可能。而從軍事角度,未來空天作戰的思路考慮,儘快探索太空梭技術對中國還是有必要的。

(發展重複載人飛船在經濟上比太空梭合算,但是太空梭的未來價值也是不可估量的,美國就藉助世界最高水平的太空梭技術研發出了X37B型飛行器,X37B任務定位非常神秘,外界也一直在分析猜測,但都沒有完全可信的結論,一般認為這款飛行器就是美軍未來空天戰鬥機的雛形)

美國用大項目帶到科技大發展的做法非常值得中國學習借鑑

國與國之間的較量,說到底還是經濟和科技的較量,不重視經濟和科技的發展、只專注於較量的結果只有一個,那就是前蘇聯。而在科技和經濟的較量中,美國的思路還是非常值得中國學習和借鑑的。美國在歷史上就非常重視大項目對科技發展的推動作用,美國在上世紀九十年代之所以能夠通過信息技術發展迅速甩開眼看就要趕上美國的日本和歐洲,上世紀八十年代,被很多人認為是戰略忽悠的星球大戰計劃項目就是最重要原因。美國在冷戰時期的航天探索熱潮,也在很大程度上促進了美國科技的發展,並最終幫助美國經濟發展找到新的動力。

因此來說,鑑於科技大項目對整個國家科技發展的推動和帶到作用,中國也有必要推動更加高難的太空梭項目。現今的中國經濟和科技擁有推動這個項目所需的所有條件,中國經濟和科技未來的健康快速發展也需要太空梭這樣的大項目推動和帶動。(CMN)

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  • 昨日中國成功發射可重複使用試驗太空飛行器,究竟是何神器
    所謂可重複使用太空飛行器是針對傳統太空飛行器而言的,傳統太空飛行器基本上都是一次性使用的,不管是衛星、飛船還是空間站,只要發射到了太空,一旦再回來就無法重複使用了。直到美國的太空梭,才開始了可重複使用太空飛行器的歷史。到目前為止,中國的新一代載人飛船,美國的「龍」飛船、「追夢者」貨運飛船、X-37等太空飛行器也能夠重複完成發射、入軌、脫離軌道並重新進入大氣層的整個過程,所以這些都屬於可重複使用的太空飛行器。
  • 可重複使用太空飛行器的成功發射,是我國航天技術中另闢蹊徑?
    這與傳統的太空飛行器有很大的差別,傳統的太空飛行器在使用結束後往往無法回收、再次使用,例如普通衛星等太空飛行器在壽命到期後,不是成為太空垃圾繼續漂泊,就是進入大氣層燃毀。而這幾年我們最常聽到的可重複利用的航天技術便數火箭或是貨運飛船了,對於我國此次發射的可重複使用的太空飛行器,它算是貨運飛船呢,還是可重複使用的載人飛船,又或是其他的太空飛行器存在,因為官方沒有公布,所以在這只能是猜測。
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