“昊龙”货运航天飞机出世,点亮太空货运新希望之光?

嘉慧浏览趣事 2024-11-29 21:14:39

在最近的珠海航展上展出了最新的“昊龙”货运航天飞机方案,那么相比现在的天舟货运飞船,航天飞机的方案好在哪?其实说起航天飞机,关注航天的朋友们可能并不陌生。美国和苏联都曾经研制过航天飞机,并且在很长的一段时间里面,美国的航天飞机都是他们的太空客货运的主力,当然这种航天器也是造成伤亡最多的航天器。

“昊龙”货运航天飞机

在正式的航天飞行当中,人类一共牺牲过18名宇航员,航天飞机就带走了其中的14名 ,并且这种可重复使用的天地往返运载器原本是为了节约成本而出现的,结果美国用了几十年之后发现成本非但没有降低,反而大大增加了。

那么我们现在重新开始使用航天飞机的方案,难道是又踩进了美国人踩过的坑吗?并不是的,要知道美国的航天飞机之所以最后被放弃不用,不是因为它的方案不够先进,而恰恰是因为方案过于先进,过于先进这就叫激进了。

以当时的工程技术水平实现这样的方案,最终的结果就是要么成本控制不住,要么可靠性控制不住。这就像是给一个人出了一套超过了他能力的试卷,那么他就需要更多的时间来答题,而且错误率会高得多。航天飞机就是这样的一套产物,而它的方案之所以更加困难,是因为它将大部分的火箭系统都放在了航天飞机上。

主发动机在上面,货舱在上面,客舱也在上面,鸡蛋放到了一个篮子里,也就是说运载系统里面最贵的火箭发动机要跟着飞船一起上太空,飞机待多久它就要待多久,而且发动机还要跟航天飞机一起落回来,经历重新回到大气层这个再入阶段的熊熊烈焰,这么一番折腾下来,就得进大修厂好好地检修一下了。把这客舱、货舱、主发动机全放在航天飞机上,那它的尺寸可就大多了,更大的尺寸需要更大的防隔热面积,损坏的概率也大得多。

所以2003年哥伦比亚号航天飞机在返回时发生的那个事故就是隔热瓦损坏造成的。反观咱们中国的昊龙方案,它背后是没有主发动机的,只有对接舱口和几个姿控喷口,用来调节姿态和变轨,也就是说它是依靠运载火箭发射升空的,高价值的火箭发动机并不跟着它一起上去再返回。而可重复使用的火箭SpaceX已经为我们打了个样。

我国的航天企业近些年也在奋起直追,所以我们有理由相信,在昊龙研发出来的时候,我们应该就有可以送它上太空的可重复使用火箭了。而且为了求稳,昊龙是一艘纯货运飞船,替代的是目前的天舟货运飞船,即便可靠性没有载人飞船那么高,偶尔出一点小问题,也至少是没有生命危险。

目前咱们的天舟货运飞船是一次性的,每次给空间站送上去货,它就会变成一个临时仓库,航天员从里面取生活实验物资,再把用过的这些废品,包括垃圾甚至粪便存放在这里面,等到装满了货运飞船,准备交接班的时候,天舟就会离开空间站,再入大气层,连同里面的垃圾废品一同烧毁。

这其实是有些浪费的,因为天舟货运飞船它有它自己的资控系统、能源系统、货仓的环境控制系统等等,这些系统的寿命是远不止半年的,完全可以像飞机上的这些系统一样重复使用。而因为天舟不能回收,我们现在空间站虽然说上行能力很强,但是下行能力不足。

天舟货运飞船

上行就是从地面上往空间站运货的能力,下行就是从空间站往回运货的能力。很多东西其实我们还想要,但是因为带不回来,只能塞进天舟里烧了。因为截止目前,我们只能用神舟飞船的返回舱往回带东西,它的运力很小,所以很多的实验样品我们没办法带回地面进行测试。而空间站再高级,上面的检测仪器受限于体积、重量也是不可能有地面上的高级的。

就拿前段时间很火的那几条斑马鱼来说,最近它们已经被放进天舟货运飞船了。现在没准它们可能已经成烤鱼了,为人类的科研做出了贡献。但是如果能够带回来解剖一下、化验一下,是不是就能更深入地进行太空生物研究了?因此拥有一个可以把更多空间站上面的东西带回来的货运飞船或者说是航天飞机,这就非常重要了。

从返回地球的方式来看,昊龙航天飞机跟目前的神舟飞船返回舱是完全不同的,神舟飞船这种叫做半弹道式,它返回时过载更大,最大的温度更高,所以需要更厚的隔热层,产生的升力比较小,控制力也比较小,所以它的降落精度不太高,需要不停地进行落点预测,搜救人员逐渐地向预测点靠拢,最后再来回收。

而昊龙这种叫做升力式,也叫滑翔式,说白了它就是个滑翔机。再入的时候温度峰值更低,过载更小,也就是最热的地方没那么热。而且它也是有机翼的,能够产生气动力,从而在再入的过程当中对自己不停地进行控制,那于是它的落点就可以非常精准,直接降落在跑道上。这种方式进一步地降低了回收成本,不需要那么多的直升机和越野车去追返回舱了。

随着技术的不断成熟和进步,这种滑翔式再入的航天飞机方案的成熟性会越来越高,那么未来将它用在载人飞行上的可能性也会越来越高。

在莱特兄弟发明飞机之初,哪怕是最简单的飞行都是勇士们的游戏。但是现在民航客机可以轻松随意地将普通老百姓安全地送到大洋彼岸,航天也一定会遵循这样的发展规律,成本会越来越低,服务的人群会越来越广,去的地方也会越来越远。

文本来源 @苟胜老师 的视频内容

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