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猎户座命运多舛未来之路扑朔迷离

2018-11-02 23:59:26

“猎户座”命运多舛 未来之路扑朔迷离

原标题:“猎户座”未来之路扑朔迷离

“猎户座”飞船返回舱在诺福克军港进行了着陆回收测试。图片来源:百度图片

8月15日,承载着美国未来航天任务的“猎户座”宇宙飞船(以下简称“猎户座”)出现在诺福克海军基地,美国国家航空航天局(NASA)和美国海军在此联合进行了“猎户座”载人舱第一次模拟回收测试。

美国海军舰队司令部司令比尔戈特尼认为,“猎户座”飞船载人舱的回收测试是一个里程碑,这也是双方自“阿波罗”飞船之后的再一次合作。

据悉,明年春季,“猎户座”载人舱回收测试还将在美国西海岸再次进行,而第一次试飞将在2014年秋季进行。目前来看,“猎户座”将作为未来美国宇航员进入外太空的全新运输系统。

多用途意在探测深度宇宙空间

事实上,“猎户座”也是命运多舛。在小布什执政时期,“猎户座”是NASA“星座计划”中的一个关键组成部分,其首飞时间最初定于2015年。但在2010年年初,因为资金短缺、进度滞后、设计思路有争议等多方面原因,“星座计划”被终结,“猎户座”也被搁置。

到了奥巴马政府时期,“猎户座”再次复活。起初,奥巴马期望这种用于载人航天的运输工具能够改造成宇航员的紧急逃生装置,确保美国宇航员在国际空间站遇到意外时不用求助于俄罗斯飞船逃生。

而现在,“猎户座”被赋予了更多的期望。航天专家、《国际太空》杂志执行主编庞之浩告诉《中国科学报》:“现在,这架飞船在功能、性能、用途等方面都进行了改进,已成为一种多用途飞行器,装载人数也由3人增加到6人,但其基本构型没有多大变化,类似于‘阿波罗’飞船。”

“猎户座”的多用途表现在,不仅可以与空间站对接,还能用于今后的深度宇宙空间探测,比如用于载人登月计划、载人登陆小行星,甚至登陆火星都有可能。其太空舱的直径约为5米,总重量约25吨,是“阿波罗”飞船可居住空间的2.5倍。

目前设计的“猎户座”,在驾驶员和指令长的座椅旁边各有一个窗口和一个舱门。与“阿波罗”飞船类似,“猎户座”的入口舱门在其侧面,对接口设置在其顶端,可用于与国际空间站或登月载具对接。相比NASA过去的载人飞船,“猎户座”还新增了两个太阳能电池帆板。

模块化理念更先进

“猎户座”的项目主任鲁勒施耐德曾对媒体表示,在设计这款飞船之初,就曾考虑了模块化的理念。

“猎户座”的载人模块由美国洛克希德马丁公司建造。尽管其采用了与上世纪60年代开发的“阿波罗”飞船相近的设计理念,但其采用的计算机系统比之前任何载人飞船都要先进,载人模块也使用了多项较为完善的技术。

比如自动对接系统,与俄罗斯“进步号”和欧洲自动运载飞船所使用的相似,该系统允许在紧急情况下由宇航员全权控制。此前,其他美国飞船,如“双子星座”飞船、“阿波罗”飞船,以及航天飞机等,在进行对接时都需要手动操作。

改进过的废弃物管理设备,包括一个微型野营式马桶,以及一个在航天飞机和国际空间站中已投入使用的不分性别的“便溺管”。

因此,该飞船将彻底取消遭人恨的“阿波罗袋子”。之所以被称为“阿波罗袋子”,是因为“阿波罗”飞船上的宇航员必须使用这种“设备”。该“设备”其实就是一个开口处有黏性的塑料袋,排便时需要将其粘贴在屁股上,然后再进行排便。

载人模块的一大特点在于可以重复使用。根据NASA的计划和相关设计,每一个模块可以执行最多10次飞行任务,目的在于可形成包含载人及无人驾驶的“猎户座”飞船编队。

整个模块的隔热方式和飞船中其他非关键部位一样,都是用诺梅克斯材料制成的隔热毡进行包裹。可重复利用降落伞是基于“阿波罗”号及航天飞机固体助推器的降落伞进行设计的,并同样使用了诺梅克斯布料来制作。

“猎户座”的载人模块目前只能通过在水上降落来实现回收。“‘猎户座’这次下水试验,主要还是想尝试在海面降落,测试它的相关性能,包括浮力、密封性等等。”庞之浩表示,这样一来,不仅成本可以进一步缩减,安全性方面也将得到提升。

原因在于,如果是在陆地着陆,降落速度需要控制在3米/秒左右才能软着陆;而在海面降落的话,由于海水自备的缓冲性能,速度可以放宽到10米/秒。美国以往的“双子星”飞船以及“阿波罗”飞船都是在海面降落,但“猎户座”通过改进,未来也可以在地面着陆。[1][2]下一页原标题:“猎户座”未来之路扑朔迷离

回到飞船时代

“猎户座”的整装待发,也标示着美国经历了从宇宙飞船到航天飞机时代,又回头转向宇宙飞船的过程。

2011年7月,随着“阿特兰蒂斯”号航天飞机最后一次脱离国际空间站“和谐号”节点舱,返回地球,至此美国航天飞机全部退役。

“相比航天飞机,‘猎户座’的优势和劣势都相对明显。”庞之浩认为。

在工作方面,航天飞机有着天然的优势,除了可以完成近地轨道的天地往返运输任务外,凭借其本身的大容积和大载荷,以及可多人承载的特点,能在太空中进行大量科学实验和空间研究工作。

若有必要,航天飞机还可以将人造卫星从地面运载到太空中安放,或把太空中已失效或损坏的无人航天器,进行修理后再投入使用。

然而,航天飞机高昂的使用成本和较高的风险性使得美国政府不得不将目光重新转向宇宙飞船。有数据显示,美国此前研制并投入使用的5架航天飞机,共发射了上百次,每次飞行花费高达5亿美元。其返回地球后,还要进行大量的维修和维护工作。“挑战者”号和“哥伦比亚”号两架航天飞机的爆炸事故,让人至今记忆犹新。

“猎户座”由于本身的特性,除了能够降低飞行和维护成本之外,安全性也有了较高的保障,弹射逃生系统便是其最大亮点之一。遇到突发状况时,弹射逃生系统能瞬间启动,计算机系统将中断发动机点火并产生巨大推力,使宇航员舱急速与运载火箭脱离。

分离后的宇航员舱立即启动姿态控制发动机,确保宇航员舱沿着正确的降落轨道返回地面。

“猎户座”未来任务仍不明朗

“和‘龙’飞船、CST-100飞船不同的是,‘猎户座’的研制是政府行为,这表明美国的航天工程目前是‘多管齐下’。”庞之浩说。

太空技术探索公司研制的“龙”飞船和波音公司研制的CST-100飞船,都是由私营公司自己投资,政府要用的话,就像打出租车一样可以租用。而“猎户座”是政府投资,通过招标的形式,最终由洛克希德马丁公司研制。

就目前的研制进度而言,“龙”飞船更快一些,属于客货两用飞船,目前已实现货运,原计划2015年可以实现客运,现在遇到一些技术问题,可能要延后到2017年。

按照美国奥巴马政府目前的计划,如果私营公司的飞船能够完成近地轨道的天地往返运输任务,那“猎户座”的主要目标可能就不是为空间站服务了,而是将更多的精力放在登陆小行星或火星方面。

庞之浩谈到,美国过去曾把登陆小行星的计划定在2025年,但目前来看,这个计划可能提前。另外,政府换届也将决定“猎户座”的任务方向,会影响美国载人航天的战略,奥巴马和小布什的战略方向就不一样。这些不确定的因素都可能最终影响“猎户座”的实际应用。(童岱)

原标题: “猎户座”命运多舛未来之路扑朔迷离

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稿源:人民

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