2024年11月10日,天舟七号货运飞船陈工与天宫空间站分离,而天舟七号货运飞船与载人飞船不一样,它的归宿是南太平洋,它将化身火流星,进入大气层,完成它的最后一次使命。
这一结局让不少人有了疑问,为什么我们的运货飞船不能像美国龙飞船一样被回收再利用呢?难道真的是因为技术上的差距吗?
天舟七号任务与“一次性”策略
天舟七号作为中国空间站重要的物资补给线,在为期10个月的任务期间,它的使命就是为天宫空间站输送各种关键物资,且保障航天员在太空的生存和工作顺利进行,从食品到实验设备,应有尽有。
但是为什么“功成身退”不能像载人飞船一样,而是在大气层中“粉身碎骨”呢?
其实最主要的原因就是,当时天舟系列飞船设计的时候,就是采用的“一次性”策略,使命就是单程运输物资,从而将成本效益达到最大化。
要知道制造一艘天舟飞船的成本约为3.5亿人民币,这看似是一笔不小的开支,但如果考虑到回收的成本,就会发现“一次性”策略实际上更加经济。
回收航天器的过程并不简单,飞船必须配备特定的隔热材料,以抵御大气层再入时产生的高温摩擦。
这些挑战需要先进的制导和控制系统来应对,同时飞船还需精确降落在预定区域,回收后,飞船还需要进行彻底的检修和维护,才能确保其安全地再次投入使用。
一次性就不用考虑那么多,且还能省下不少的经费,而美国龙飞船虽然有着可重复使用的设计,但是研发成本高达31亿美元和15亿美元的生产成本,总成本达到46亿美元,这些经费相加,几乎可以生产十几个天舟飞船了。
而且他们这些还没有加上回收后的维修和修复费用,还有就是龙飞船的重复使用次数,也是有限的,但往往使用几次就会“退役”,这也使投资和回报不成正比。
而天舟系列飞船的设计理念并不是以回收而构建的,而是将空间和资源运输的能力最大化,天舟七号运货能力达到了7.4吨,而美国的龙飞船只有3.3吨,还没有我们的一半多呢。
由此可见,天舟系列飞船在货运效率方面具有显著优势,这种“一次性”的设计,使得天舟飞船能够在有限的成本内,最大限度地提升货运能力,更好地服务于中国空间站的建设和运营。
龙飞船的可重复使用策略
龙飞船作为美国太空探索技术公司(SpaceX)的明星产品,以其可重复使用的特性而闻名于世,但是龙飞船的“可重复使用”之路并非一帆风顺。
最初的龙飞船,同样是作为货运飞船,执行为国际空间站运送物资的任务,并没有考虑回收的问题,直到二代的出现,才有了回收技术,但是这里面的研发充满了困难。
不仅需要大量的人才来研发,还需要投入大量的资金,尽管这样,马斯克还是将这款运货飞船从图纸变为了现实。
直到2012年,龙飞船首次成功发射,标志着全球首次由私人企业成功发射商业火箭,但这背后的高昂成本也是巨大的,31亿美元的研发费用,即使由NASA和SpaceX共同承担,但也不是一笔小的费用。
可重复使用技术虽然在理论上能够降低成本,但在实际操作上还是有很多问题,毕竟航天器返回大气层会与空气产生剧烈的摩擦,产生极高的温度,而这对飞船的外壳和电子设备都会产生不小的损伤。
为了应对挑战,龙飞船采用了先进的隔热材料和结构设计,主要是为了提高安全性,但是这也使得飞船的重量和成本大幅增加。
每次回收后,飞船需要进行全面的检查和维护,包括对船体、外壳、电子设备等进行细致检修,并更换一些关键部件,确保其能够再次顺利飞行。
龙飞船的维护工作繁琐且消耗大量资源,且其设计寿命原本为10次使用,但实际情况却远未达到预期,许多无法预料的因素导致了其使用寿命大幅缩短,无法实现最初的目标。
中美两种策略战略考量
天舟系列的“一次性”策略和龙飞船的“可重复使用”策略,体现了中美两国在航天技术发展路线上的不同选择,这并非简单的技术高低之分,而是基于各自国家航天战略和资源状况做出的不同抉择。
对于中国而言,当前的航天战略重点是快速建设和运营空间站,确保能够稳定产出科研成果,在这种的情况下,“一次性”策略就显得更适合,不仅能够控制预算还能够最大限度的提升运货能力,保障空间站内航天员们的生存。
而美国就是比较注重长期发展和商业化应用,虽然可重复使用技术成本不低,但是从长远来看还是有着很大的发展潜力,中美两国的航天发展策略有着不同的阶段,而中国航天目前正处于快速发展阶段。
如今中国航天重点在于突破关键技术,建立完整的航天体系,确保实现空战的稳定运行,因此,“一次性”策略就更适合这种的发展方式,变向的节约成本,将更多的资金用到在不同的航天领域方面。
但是这并不代表着中国做不到重复使用的技术,毕竟在2022年8月5日到2023年5月8日,中国就成功发射并回收了可重复使用的航天器,这也证明中国已经拥有了这项技术。
但是中国会针对不同的航天任务来决定究竟使用怎样的技术,但是对于货运飞船来讲,“一次性”策略绝对是最好的选择。
中国航天技术的持续进步
在国际社会上,虽然中国航天事业起步较晚,与美国等国家还是有着不小的差距,但是中国航天事业发展速度竟然,从“两弹一星”到如今的载人航天,再到空间站的建设,中国航天一直都在有新的突破。
中国的可重复使用技术已经得到了证明,且随着技术的不断成熟和成本的控制,可重复使用技术或许在未来的中国航天领域事业中会发挥出更加重要的作用。
中国航天事业的发展策略并非一成不变,在不同的历史时期,会根据实际情况调整发展方向和技术路线。
在早期阶段,由于资源有限,技术基础薄弱,中国航天更加注重实用性和经济性,选择“一次性”策略是必然的选择。
而随着国力的增强和技术的进步,中国航天开始更加注重技术的创新和长远发展,可重复使用技术逐渐成为重要的发展方向。
天舟系列飞船的“一次性”策略,并非技术落后或缺乏远见的体现,而是基于中国航天发展阶段和整体战略目标做出的理性选择,这是一种务实的态度,也是一种明智的选择。
结语
伴随着天舟七号的“使命完成”,这并不是中国技术落后的象征,而是更加经济高效的策略,是中国航天发展战略的体现。
在当前阶段,对于货运飞船而言,“一次性”策略仍然是最佳选择,它能够在有限的预算内,最大限度地提升货运能力,保障空间站的物资供应,支持中国航天事业的快速发展。
天舟七号的“陨落”,是一场精心策划的告别演出,它完成了自己的使命,也为中国航天事业的未来发展奠定了基础。
信息来源:
【1】可完全复用!我国重型火箭构型首次亮相航展——中国青年网
【2】使命完成!天舟七号告别“天宫”——湖南日报新媒体
【3】使命完成!天舟七号告别“天宫”——光明网
【4】中国可重复使用试验航天器——百度百科
一次性策略只是宇航技术不成熟时期的过渡产物,目前的太空探索只是在地球周边,用一次性的更划算,但以后探索距离逐步远离地球以后,就必须要考虑多次使用
龙飞船烧焦没