2024年11月17日,在轨运行约10个月的“天舟七号”货运飞船受控进入大气层。
其绝大部分零件都在下坠过程中被烧毁,少量残骸最终落入预定海域,标志着其历史使命彻底完成。
与“天舟七号”仅上天运输补给一次相比,美国Space X公司发射的“龙飞船”却可以实现有限的回收循环利用。
难道我国所掌握的货运飞船技术比不上这家美国企业?
一次性还是循环使用?相信大多数人可能都会倾向于选择后者,不过有时候循环利用的性价比可能还不如一次性直达目的。
而在如今全球商业航天产业蓬勃发展的关键时期,我们又该如何找到一条适合自己的商用航天发展之路呢?
一、两者发展路线不同早在国家制定的“载人航天三步走”发展战略中,定期向在轨太空空间站运输补给和科研设备就是推进我国航天事业发展的关键步骤之一。
2010年,国内首批货运飞船项目正式立项,而彼时的美国还要依赖俄罗斯提供的运载火箭来完成航天运输任务。
直到2011年后,美国政府才开始鼓励国内民营企业积极参与到国际航天运输体系的商业竞争,而Space X就是在其中脱颖而出的佼佼者。
“运货”还是“载人”?起初Space X设计的“龙飞船”是奔着承担载人航天任务去的,其内部并未预设足够多的载货空间。
不过该型飞船却阴差阳错的从NASA手中拿到“太空货运”订单,于是“货运型龙飞船”便应运而生。
现在Space X向NASA供应的主要是第二代货运龙飞船,其改款后的最大上行载重量可达3.3吨,而我国“天舟七号”的载货量则能达到7.4吨。
中美两国都想实现航天运输的自主可控化,可两国间却选择了完全不同的发展路线。
我国是将航天运输体系建设纳入到国家航天事业发展的全局之中,充分发挥“集中力量办大事”的制度优势,牢牢掌控相关专利技术和制造能力。
美国方面则更看重私营经济对国家航天事业发展的推动作用,通过技术、制造外包的模式促进商业航天与太空空间站科研并行发展。
相信在环保理念深入人心的发展时代,大多数人都会认为具备可回收功能的“货运龙飞船”要比仅运输一次即销毁的天舟系列货运飞船在技术上更先进。
其实这种以单纯比较某个性能来评判航天器优劣的做法显然是片面的。
抛开运输能力、经济成本和安全考量等因素而做出“龙飞船”强于“天舟货运飞船”的结论也是不负责任的。
二、算经济账也要算安全账既然要当面锣、对面鼓的一较高下,我们不妨来细算下“货运龙飞船”与“天舟货运飞船”的经济账。
先说让一众“货运龙飞船”粉丝感到惊喜的回收利用功能。
理论上第二代“货运龙飞船”的重复使用次数可达10次,不过现实情况可能连一半的重复利用率都达不到。
考虑到航天器在往返地球的过程中难免会遇到极端环境的干扰而出现零部件乃至主体结构损坏的问题,后续零部件更换的成本会越来越高,但“羊毛总是会出在羊身上”。
在具体成本对比上,第二代“货运龙飞船”为兼顾重复利用的商业化需求,其在配件方面用料严苛,每艘的制造成本大约在15亿美元,而这还没算上前期研发和后续维护的成本。
再来看“天舟七号”的制造成本,因无需考虑回收利用的问题,“天舟七号”的制造成本仅需约3.5亿元人民币(约合4839万美元)。
也就是说就算第二代“货运龙飞船”成功按照最大设计目标完成10次重复利用,其每次运输的总成本还是要比“天舟七号”要高。
“天舟七号”此次向空间站运输大约5.6吨的物资和科研设备,而第二代“龙飞船”却仅能向空间站补给不到3.3吨的物资。
从单次运输的载重来看,第二代“龙飞船”似乎还有很大的改进‘空间’。
当然,即便后续“货运龙飞船”改进后能够在载重以及制造成本上与天舟系列货运飞船不相上下,其实有关航天器的重复利用还有一笔“安全账”要算。
此前一段时间,有关美国航天员在太空滞留以及“龙飞船”延期发射的消息引发国际社会高度关注。
人们心里似乎都有一个共同的问题:私营性质的载人航天以及航天服务拓展真的已经发展成熟了吗?
三、商业航天发展‘正当时’说到商业航天发展的问题,Space X公司在相关领域的拓展以及取得的成果确实值得我们借鉴和学习,不过我们也要充分认识到我国的商业航天发展仍然处在初级阶段。
什么时候可以实现商业化的载人航天、空间站科研服务甚至是在月球“种水稻”?
其实这些看似只有‘国家队’才能干的事距离我们并不遥远。
目前我国商业航天发展主要聚焦在承接航天卫星发射任务以及涵盖通信、导航、国土气象监测等在内的功能性卫星体系建设工作。
而民营性质的商业航天企业则主要是为部分行业的数字化发展提供涉及航天领域的服务内容。
如何实现与精准对接并提供个性化的商业航天服务商业航天发展的重点方向之一。
数据显示,去年我国累计实施了67次航天发射任务,其中有26次商业发射,整体成功率达96%。
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10年来先后有四家民营火箭公司实现入轨发射,入轨的民营小卫星数量已超过三位数。
11月9日,我国首个商业航天发射场——海南商业航天发射场,与长征八号遥五火箭合练任务取得圆满成功,标志着该发射场已具备承接差异化商业航天发射任务的能力。
11月11日,2024珠海论坛之商业航天发展论坛在珠海市成功举办,国内商业航天企业代表在论坛上共同发起了《商业航天安全规范有序健康发展珠海倡议》并引发热烈反响。
在商业航天领域积极构筑全产业链、避免恶性竞争以及‘反内卷’显然已成为业内的发展共识。
商业航天是推动和发展新质生产力的重要内容之一,而现在国内商业航天企业正在以市场需求为核心加速兑现其潜力。
四、构建航天货物运输体系相信看到这里大家的心里依然还有一个疑惑并未解开:我国航天货运飞船到底能不能像“龙飞船”那样实现重复利用?
实际上,我们在打造天舟系列货运飞船时重点考虑的就是尽可能提升其运输载重的能力.
若是无需太纠结载重问题的话,要想实现货运飞船的重复利用也并非难事。
在10月29日举办的神舟十九号载人飞行任务新闻发布会上,发言人对外披露了“轻舟”和“昊龙”货运飞船的有关情况,并表示“昊龙”货运飞船已获得工程飞行验证的阶段合同。
一款符合我国航天货运需求且可重复利用的航天器或很快就能投入‘实战’。
“昊龙”货运飞船的设计载重约1.8~2吨,仅仅占到“天舟七号”货运飞船载重量的一半不到。
预计下一步其“入列”后将与天舟系列货运飞船视情况共同完成后续阶段性的航天运输补给任务。
与美国政府高度依赖以Space X公司为代表的私营企业发展航天工业相比,我国在航天工业发展中则更加注重构建起一个政府主导、企业参与并适度商业化的模式。
这两者之间并没有绝对的优劣之分,只是彼此关注的侧重点不同。
相信随着我国后续航天运输任务的多样化发展,我们还会推出更加精细化的航天货运飞船,并逐渐构建起属于自己的航天货运体系。
总结与Space X公司的“货运龙飞船”相比,“天舟七号”货运飞船仅运输补给一次就销毁的选择是否意味着我们技不如人?
事实上,当对两者间的经济成本以及安全问题进行综合对比之后,就会觉得一次性的大规模补给反倒是个不错的选项,不过前提必须是要经济实惠。
以高度商业化助推航天工业发展还是坚持技术先行并逐步探索商业航天的发展道路,这两种模式并没有优劣之分,而只是侧重点不同。
当然,我国未使用可重复利用的货运飞船并不代表我们不具备相关航天器的制造技术。
况且这种以牺牲载重量为前提实现货运飞船回收的做法也算不上什么技术创新。
目前我国自主研发并制造的“昊龙”货运飞船已进入飞行验证阶段,预计我们自己的“龙飞船”将很快就会同大家见面。
参考信息:
《SpaceX龙飞船进化之路》中国空间站科创体验基地2022-07-21
https://www.cdstm.cn/subjects/css_sieb/zrkp/htdg/202207/t20220721_1071842.html
《天舟七号里装了啥?》光明网2024-01-18
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1788385737678445633&wfr=spider&for=pc
《海南商业航天发射场长征八号遥五火箭合练圆满成功》北青网2024-11-09
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1815245629574308286&wfr=spider&for=pc
《2024珠海论坛之商业航天发展论坛成功举办》观察者网2024-11-12