龍飛船的“口袋能力”航天建設(shè)如今已成為我國(guó)太空領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)。 隨著上一批宇航員的成功返航,而今神舟十四號(hào)的發(fā)射再一次將新的隊(duì)伍帶去了征程。 此次任務(wù)的重點(diǎn)建設(shè)仍然在于搭建天宮空間站以及核心艙。 任務(wù)期間,宇航員還將在實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙中進(jìn)行對(duì)接任務(wù)。 新一輪的計(jì)劃將會(huì)在未來(lái)完成天宮空間站的最終形態(tài)。 ![]() 天宮空間站正逐步成型 當(dāng)宇航員這次的任務(wù)完成之后,天宮空間站便將保持長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)的狀態(tài),我國(guó)此后的航天建設(shè)將會(huì)進(jìn)入第三階段。 總之,現(xiàn)在我們只需要耐心地等待即可。 我們一次次看向祖國(guó)在太空領(lǐng)域不斷發(fā)展的同時(shí),也能看見(jiàn)歐美國(guó)家在航天方面的建設(shè)。 當(dāng)然,說(shuō)起航天計(jì)劃就不得不提到美國(guó),不過(guò)美國(guó)在航天方面除了有國(guó)會(huì)大力扶持的NASA。 ![]() 美國(guó)NASA的經(jīng)典標(biāo)志 另一方面,商業(yè)航天計(jì)劃也在火熱進(jìn)展中,其中最知名的要數(shù)埃隆·馬斯克的SpaceX在未來(lái)規(guī)劃中的龍飛船。 作為馬斯克最引以為傲的商業(yè)產(chǎn)品,龍飛船如今已經(jīng)讓全世界看見(jiàn)。 即使是私營(yíng)企業(yè)也能有機(jī)會(huì)發(fā)展自己的航天,并且開(kāi)展商業(yè)航空服務(wù)。 ![]() 而將兩者對(duì)比起來(lái),無(wú)論是綜合性能還是科學(xué)探索方面,國(guó)家航天局仍然是最具保障的太空飛船。 但有一點(diǎn)或許能夠被善于思考的小伙伴們發(fā)現(xiàn),那便是SpaceX的龍飛船有著優(yōu)秀的回收能力,并且一次性能夠搭載7個(gè)人進(jìn)入太空。 ![]() 正在工作的龍飛船 相比之下,國(guó)家宇航局在一般載人計(jì)劃中似乎顯得還有點(diǎn)黯然失色。 為什么一艘普普通通的商用飛船能夠在載人方面超過(guò)國(guó)家花高價(jià)建設(shè)的飛船呢? 事實(shí)上這種疑問(wèn)可以從多方面著手解決,但問(wèn)題的關(guān)鍵在于: 為什么兩者之間在載人方面的差距會(huì)如此明顯,其本身可能要從商業(yè)性這個(gè)角度出發(fā)。 ![]() 坐在龍飛船中體驗(yàn)的商業(yè)大亨 SpaceX開(kāi)發(fā)商用飛船的歷史并不長(zhǎng),但研發(fā)時(shí)間從2004年便已開(kāi)始。 龍飛船早期的建設(shè)在得到NASA的支持后,其重心就在商業(yè)運(yùn)營(yíng)方面。 完成相關(guān)的商業(yè)協(xié)議合作之后,取而代之的是SpaceX早期的商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)?strong>航天飛機(jī)商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)。 而龍飛船則是計(jì)劃中十分關(guān)鍵的一項(xiàng)。 ![]() NASA的商業(yè)項(xiàng)目 既然是制作商業(yè)運(yùn)輸?shù)幕鸺峭七M(jìn)力自然要大不少。 而為龍飛船提供動(dòng)力的,則是SpaceX自家的獵鷹9號(hào)火箭。 到了2010年,NASA批準(zhǔn)了龍飛船的商運(yùn)活動(dòng)之后,馬斯克這才開(kāi)啟了自己的太空商業(yè)道路。 ![]() 載人艙的進(jìn)化從SpaceX運(yùn)營(yíng)這么多年的狀態(tài)來(lái)看,獵鷹9號(hào)重型火箭保證了飛船有足夠的動(dòng)力,并且可以將多人送入太空。 而可回收的龍飛船則使得它在商業(yè)載人航天方面取得了進(jìn)步。 但我們需要注意的一個(gè)問(wèn)題在于,載人多少不等于飛船能力很強(qiáng)。 ![]() 龍飛船的無(wú)人操作 或許這樣說(shuō)太簡(jiǎn)單,沒(méi)有一個(gè)比較清晰的比對(duì),我們其實(shí)可以從以前的載人飛船上進(jìn)行模擬比對(duì)。 載人航天從冷戰(zhàn)時(shí)期取得突破后便開(kāi)始迅猛發(fā)展。 從20世紀(jì)60年代開(kāi)始,蘇聯(lián)、美國(guó)等不少歐美國(guó)家都制作出了自己的載人飛行器。 蘇聯(lián)的東方號(hào)太空艙是人類的第一個(gè)載人航天器,它的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常復(fù)古,并且整體方案一直沿用了40年。 后續(xù)其他國(guó)家的載人太空艙多少都能看見(jiàn)它的影子。 ![]() 東方號(hào)載人艙的設(shè)計(jì) 再入艙有燒蝕隔熱材料覆蓋,這樣可以有效防止內(nèi)部人員變成烤肉。 而太空艙的前端覆蓋部分有一個(gè)鼻錐,它可以保持艙體發(fā)射時(shí)有一個(gè)較低的阻力剖面。 縱軸方向完全垂直于太空艙。 另外太空艙還有姿態(tài)控制推進(jìn)器,主要以模塊設(shè)計(jì)為主,整個(gè)模塊會(huì)在再入前就立即丟棄。 不過(guò)蘇聯(lián)的載人航天計(jì)劃這時(shí)處于實(shí)驗(yàn)階段,因此當(dāng)時(shí)只有加加林一個(gè)人進(jìn)入到太空艙中。 ![]() 姿態(tài)控制器可以調(diào)節(jié)衛(wèi)星位置 后來(lái)東方號(hào)進(jìn)行了修改,改進(jìn)后的太空艙允許多名宇航員進(jìn)入太空艙。 這時(shí)載人艙部分可以容納3名宇航員并坐,或者只搭載兩名宇航員,宇航員之間會(huì)有一個(gè)充氣閘允許他們進(jìn)行出艙活動(dòng)。 艙體設(shè)計(jì)方面,圓柱形的內(nèi)艙有一個(gè)更寬的矩形艙。 如此一來(lái),東方號(hào)的載人能力上去了,但是相應(yīng)的也變得笨重了。 并且要保證艙內(nèi)環(huán)境相對(duì)舒適,裝置的電氣和環(huán)境系統(tǒng)需要風(fēng)冷進(jìn)行散熱,如果完全進(jìn)行減壓就會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱。 ![]() 降落至海上的太空艙 不過(guò)在完成這些設(shè)計(jì)之后,東方號(hào)進(jìn)入再入階段會(huì)丟棄掉250公斤重的氣閘。 這意味著宇航員們返航時(shí)必須穿戴宇航服防止下降時(shí)艙內(nèi)減壓帶來(lái)的損害。 而它的著陸則采用降落傘軟著陸,降落線上會(huì)有一個(gè)小型固體燃料火箭。 這樣可以在艙體下降接近地面時(shí)為其提供更好的著陸效果。 基本上此后的太空艙設(shè)計(jì)都以這樣的設(shè)計(jì)為藍(lán)本,美國(guó)的水星計(jì)劃開(kāi)始后,載人航天似乎就不是什么大問(wèn)題了。 不過(guò)美國(guó)的載人航天器得從60年代說(shuō)起,雙子座和阿波羅計(jì)劃推動(dòng)了載人航天艙的發(fā)展。 ![]() 雙子座艙內(nèi)圖展示 太空商業(yè)之路雙子座計(jì)劃期間,NASA為其設(shè)計(jì)了一種帶適配器的太空載人艙。 簡(jiǎn)單來(lái)講,艙體不單單只有載人艙體部分,艙體頭部的適配器可以進(jìn)行更加個(gè)性化的裝配。 而后到了阿波羅計(jì)劃中,阿波羅的登月艙可以說(shuō)是一款劃時(shí)代的作品。 艙體仍舊采用錐形設(shè)計(jì),并且有著更大推動(dòng)力的模塊。 整個(gè)太空艙允許3名宇航員進(jìn)入艙內(nèi)進(jìn)行工作,而且艙內(nèi)所采用的設(shè)計(jì)都是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的方案。 ![]() 阿波羅計(jì)劃的船艙顯得更加高級(jí) 后來(lái)由于NASA將太空計(jì)劃推向更遠(yuǎn)的太空探索,因此阿波羅的太空艙在各方面都要更優(yōu)于此前的太空艙。 進(jìn)入現(xiàn)代太空建設(shè)以前,太空艙內(nèi)部的人員配置沒(méi)有太多變化。 首先考慮到太空任務(wù)并不需要太多宇航員參與,并且輪班制可以定期換送宇航員。 對(duì)比后期的商業(yè)運(yùn)載飛行,飛船載人更多的是一種體驗(yàn)感。 ![]() 太空任務(wù)不需要太多人 同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,即便是龍飛船也只是采用了NASA早期的載人方案。 如果不是獵鷹9號(hào)在推動(dòng)力十分強(qiáng)勁,龍飛船也不會(huì)允許這么多人進(jìn)行升空。 除此之外比較重要的幾個(gè)地方還在于,龍飛船的飛行軌道并沒(méi)有達(dá)到宇航員們的工作高度。 商業(yè)載人飛船的運(yùn)行軌道只在亞軌道空間,還沒(méi)有真正的進(jìn)入太空環(huán)境。 從這方面來(lái)講,龍飛船就已經(jīng)輸了。 ![]() 太空載人飛行從來(lái)就不是以人數(shù)多為主,更重要的是為了科學(xué)探索和太空建設(shè)。 后期有了空間站之后,宇航員可以在上面進(jìn)行生活,因此也就不必搭載太多人員。 一方面減輕了運(yùn)載壓力,另一方面還降低了運(yùn)載風(fēng)險(xiǎn)。 如今新一代的太空艙以美國(guó)獵戶座,中國(guó)的新一代載人飛船為主。 盡管中國(guó)新一代的航天器還沒(méi)有正式亮相,但是2020年5月的原型機(jī)試飛已經(jīng)表明新一代航天器即將完成。 ![]() 預(yù)想中的新型航天器 新型太空艙有著更大的運(yùn)載器,并且由兩個(gè)模塊組成,返回艙和生命維持艙。 最多能夠搭載6名宇航員,或者3名宇航員和500公斤的貨物。 由于商業(yè)運(yùn)載需要考慮成本問(wèn)題,因此一次性運(yùn)載的貨物越多越好。 正是出于這方面的考慮,商業(yè)運(yùn)載的發(fā)展方向與常規(guī)的載人運(yùn)輸有所不同。 如果還要考慮后續(xù)的相關(guān)服務(wù),例如宇航員的生命維持以及各種消耗品攜帶。 那么就不是7個(gè)人進(jìn)入太空那么簡(jiǎn)單了。 ![]() 龍飛船的載物測(cè)試 不過(guò)從現(xiàn)如今的商業(yè)發(fā)展情況來(lái)看,未來(lái)商業(yè)運(yùn)輸火箭有著十分廣闊的前景。 龍飛船倒是給不少太空企業(yè)提供了一些思路和未來(lái)的規(guī)劃。 |
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來(lái)自: vu米 > 《人類對(duì)球外太空的探索》