新飛船+新火箭 中國航天邁向“四月突破”

 

中國新一代載人飛船返回艙按比例縮小模型亮相珠海航展。

 

 

長征五號B運(yùn)載火箭雄姿。

 

本文配圖均由中國載人航天工程辦公室提供

 

最美人間四月天，春光不負(fù)趕路人。在充滿無限希望的明媚春天里，一路風(fēng)雨兼程的中國航天人正奮力實(shí)現(xiàn)新的突破。根據(jù)計(jì)劃，中國新一代載人飛船試驗(yàn)船將于4月下旬在海南文昌航天發(fā)射場擇機(jī)發(fā)射升空，而執(zhí)行此次飛行任務(wù)的是在長征五號運(yùn)載火箭基礎(chǔ)上改進(jìn)研制的長征五號B遙一運(yùn)載火箭。

 

目前，飛船的測試工作和火箭發(fā)射前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作在文昌航天發(fā)射場按計(jì)劃有序推進(jìn)。在抗擊疫情的特殊時期，投入此項(xiàng)發(fā)射任務(wù)的各團(tuán)隊(duì)全面落實(shí)疫情防控的要求，力爭圓滿完成各項(xiàng)任務(wù)。

 

“神舟”“天舟”：經(jīng)典品牌功勛卓著

 

提起中國的宇宙飛船，很多人第一時間想到的可能是“神舟”和“天舟”。是的，它們經(jīng)過多年磨礪，已經(jīng)成為享譽(yù)世界的中國載人飛船和貨運(yùn)飛船的兩大品牌，為中國航天事業(yè)立下汗馬功勞。

 

“神舟”開始成為家喻戶曉的名字是在2003年10月，楊利偉乘神舟五號飛船進(jìn)入太空，成功實(shí)現(xiàn)了中國首次載人空間飛行，這是中國載人航天工程繼1992年開始實(shí)施、1999年神舟一號飛船成功發(fā)射后取得具有里程碑意義的重大成就。

 

“神舟”一路見證中國載人航天的成長歷程，接連實(shí)現(xiàn)從無人試驗(yàn)飛船到載人飛船和宇航員出艙，從單人短暫太空飛行到多人太空工作生活超過30天，使中國掌握了手動和自動空間交會對接技術(shù)，成為第三個具備獨(dú)立載人航天能力的國家。

 

“神舟”最近一次飛天是在2016年。當(dāng)年11月18日13時59分，在完成長達(dá)33天的載人飛行后，神舟十一號飛船返回艙順利著陸，標(biāo)志著中國載人航天工程空間實(shí)驗(yàn)室階段任務(wù)取得具有決定性意義的重要成果。

 

2017年4月20日，天舟貨運(yùn)飛船首次飛天，試驗(yàn)并完成了與天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室3次自動空間交會對接，并成功對其進(jìn)行了3次推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加，實(shí)現(xiàn)了推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)突破。此外，“天舟”還突破了再生式環(huán)控生保技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，為空間站建造奠定基礎(chǔ)。

 

新飛船：大容量、多用途、可重復(fù)

 

有了“神舟”“天舟”為何還要研發(fā)新一代飛船呢？換句話說，新一代飛船與“前輩”相比，“新”在哪兒呢？回答好這個問題，我們要抓住3個關(guān)鍵詞，即大容量、多用途、可重復(fù)。

 

新飛船外觀和結(jié)構(gòu)更簡潔，從“神舟”由返回艙、服務(wù)艙和軌道艙的3艙結(jié)構(gòu)，改為倒錐形大直徑返回艙加服務(wù)艙兩艙結(jié)構(gòu)，起飛重量卻大幅提升到20噸級，大大超過多款“神舟”約8噸的起飛重量，其搭載能力據(jù)報(bào)道可從“神舟”最多3人提升至6-7人。

 

新飛船是名副其實(shí)“多面手”。與“神舟”“天舟”客貨分流不同，它天地往返運(yùn)輸時客貨“兼營”，還能混合運(yùn)輸。比如，可以在搭乘3名航天員的同時搭載約500公斤的貨物。此外，與“天舟”只能給空間站上貨相比，新飛船還可將貨物從空間站帶回地球，而這種“雙向”物流的能力對于未來空間站開展實(shí)驗(yàn)無疑極為重要。

 

從肩負(fù)的使命看，新飛船統(tǒng)籌近地空間站運(yùn)營和后續(xù)載人月球探測等任務(wù)，可謂“打通”了中國“空間站計(jì)劃”和“登月計(jì)劃”。正是根據(jù)其具體任務(wù)不同，有業(yè)內(nèi)專家推測，新飛船將分為服務(wù)空間站建設(shè)和載人登月的兩款子型號。

 

新飛船注重航天成本控制，返回艙外層防熱材料不再采用和飛船整體一體的設(shè)計(jì)，改用可拆卸的模式，在飛行完成后方便更換，再加上采用“群傘+氣囊”著陸方式，可以更好地保護(hù)飛船本身不受損壞，保障飛船的重復(fù)使用。據(jù)了解，新飛船研制團(tuán)隊(duì)目標(biāo)是力爭實(shí)現(xiàn)返回艙可重復(fù)使用10次，從而降低飛船使用成本和載人航天的運(yùn)營成本。

 

即將實(shí)施的航天任務(wù)被定為一次試驗(yàn)飛行，根據(jù)航天科技五院新一代載人飛船試驗(yàn)船總體主任設(shè)計(jì)師楊慶介紹，此次任務(wù)旨在驗(yàn)證新飛船再入返回控制、防熱以及回收等一系列技術(shù)。新飛船的相關(guān)試驗(yàn)實(shí)際上早已開始。2016年6月，新飛船的縮比返回艙就曾搭載長征七號開展了相關(guān)試驗(yàn)。2018年4月，新飛船回收著陸系統(tǒng)減速傘強(qiáng)度空投試驗(yàn)取得成功。

 

新火箭：大推力支撐行穩(wěn)致遠(yuǎn)

 

即將迎來的發(fā)射任務(wù)之所以備受矚目，不僅在于搭載的是“明星”航天器即新一代載人飛船試驗(yàn)船，還在于托舉其一飛沖天的“大力士”長征五號B遙一運(yùn)載火箭。目前，相關(guān)照片顯示，它已經(jīng)組裝完畢并在文昌發(fā)射場的塔架上就位，巍然屹立的雄姿呈現(xiàn)在人們面前。特別引人關(guān)注的是，長征五號B遙一火箭不僅有直徑5米的芯一級主箭體，還捆綁有4個直徑達(dá)3.35米的助推器，箭體總長達(dá)53.7米，這種結(jié)構(gòu)使其成為中國目前近地軌道運(yùn)載能力最大的運(yùn)載火箭，起飛質(zhì)量約850噸，近地軌道運(yùn)載能力大于22噸。

 

長征五號B火箭是目前長征五號系列運(yùn)載火箭家族兩大成員之一，是在長征五號運(yùn)載火箭基礎(chǔ)上改進(jìn)研制的新型運(yùn)載火箭，可謂新火箭中的新來者，此次飛行是該火箭的首秀。然而，作為中國載人航天的主力火箭，長征五號系列運(yùn)載火箭走過了一段非常不平凡的歷程。上世紀(jì)八十年代，國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃即“863計(jì)劃”就將“大型運(yùn)載火箭和天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)”列為主題之一。2006年，一次性大型低溫液體捆綁式運(yùn)載火箭開始立項(xiàng)研制 。10年后，長征五號在中國文昌航天發(fā)射場首飛成功。然而，在執(zhí)行第二次發(fā)射任務(wù)時失利。經(jīng)過認(rèn)真反思和查找，問題被找到并解決，2019年12月27日，長征五號復(fù)飛成功，打了個漂亮的“翻身仗”。

 

即將執(zhí)行的發(fā)射任務(wù)是長征五號系列運(yùn)載火箭復(fù)飛成功后的首秀，也是長征五號B火箭第一次發(fā)射，將進(jìn)一步考驗(yàn)其性能。根據(jù)計(jì)劃，2020年，長征五號系列運(yùn)載火箭將執(zhí)行多次任務(wù)，除此之外，長征五號還將發(fā)射火星探測器和嫦娥五號月球探測器，這些都是中國航天本年度的重頭戲。