新一代飞船试验船返回,“下一代神舟”有何特殊之处?_空间站

新一代飞船试验船返回,“下一代神舟”有何特殊之处?_空间站
原标题:新一代飞船试验船返回,“下一代神舟”有何特殊之处? 前期返回舱群伞返回试验现场。航天科技集团五院 供图 新京报快讯(记者 倪伟)随着三只巨大的降落伞在酒泉东风回收着陆场上空打开,中国新一代载人飞船试验船经过2天多的飞行,顺利返回地面,预演了未来的一幕。 在神舟飞船首次试验飞行21年后,其继任者露出雏形。下一代载人飞船未来将与神舟飞船互相补充,为载人天地往返提供更多选择。 关于新一代载人飞船何时能够完成研制、真正承担载人任务,可以从公开信息中获得一些线索。5月5日,中国载人航天工程办公室曾宣布,按计划,中国空间站将于2022年前后完成建造,其间一共规划12次飞行任务,包括4次载人飞行任务,仍由神舟飞船执行。 这意味着,短期内新一代载人飞船还无法投入使用。 返回舱再入返回模拟图。航天科技集团五院供图 为何需要神舟飞船“升级版”? ——空间站天地往返、载人登月等计划需要更强大的飞船 从各个层面来说,新一代载人飞船都属于神舟飞船的“升级版”。 载人能力方面,新一代载人飞船近9米长,最大直径约4.5米,体重超过20吨。执行近地轨道任务时,可以一次运送6-7名航天员,比神舟飞船的3人增加一倍。 功能方面,新一代载人飞船兼具载人和载货功能,对载人的返回舱稍加改造就能成为货舱,向空间站运送补给物资,再将空间站的试验样品带回地球。也就是说,新一代飞船能综合神舟载人飞船和天舟货运飞船的功能。 如果从技术上看,新飞船相比神舟飞船,更是全面升级换代的新版本。据飞船研制方航天科技集团五院介绍,与国际先进的天地往返航天器相比,新一代载人飞船能力毫不逊色,都具备适应多任务需求能力、更大的轨道机动能力、兼顾陆上和水上着陆能力等。 自1999年神舟一号到2016年神舟十一号,17年间,神舟飞船先后将11名航天员顺利送入太空,并安全返回。 当中国人将目光投向月球和更遥远的深空后,神舟飞船已经无法满足更宏大的梦想。 相比神舟飞船,新飞船可以飞得更远。可以送航天员往返离地球近400公里的空间站,还能实现38万公里外的载人登月,甚至去更远的星球探险。 探月工程总设计师、中国工程院院士吴伟仁在2019年初曾介绍,未来十年左右,中国人的足迹将踏上月球。 新一代载人飞船返回舱与服务舱两舱分离模拟图。航天科技集团五院供图 试验船在轨做了哪些实验? ——首次进行太空“3D打印”,未来可实现航天器零部件自给自足 此次任务的主要目标,是验证新一代载人飞船方案的正确性。 为了验证更多的技术和设备,航天科技集团五院研制团队为试验船安排了高密度的飞行任务。在轨飞行过程中,试验船要完成数十个关键动作,开展多项搭载试验,可以说每一分钟都安排得满满当当。 除了与飞船设计本身有关的验证项目,如国际上推力最大的单组元无毒发动机、新型防热结构与材料、大容积表面张力贮箱、智能自主轨控技术等,飞船还在空间中进行了一些科学实验。 此次科研人员在试验船安排了在轨精细成型实验、材料摩擦行为实验、微重力测量试验等3项科学实(试)验,为未来我国空间站建设运营以及走向更遥远深空,进行前瞻科学研究和技术验证。 其中,在轨精细成型实验也就是俗称的太空“3D打印”。 试验船上搭载了一台我国自主研制的“复合材料空间3D打印系统”,科研人员将这台“3D打印机”安装在试验船返回舱中,飞行期间该系统自主完成了连续纤维增强复合材料的样件打印,打印出了两个样件:一个是蜂窝结构(代表航天器轻量化结构),另外一个是航天科技集团CASC标志。 据介绍,此项实验验证了微重力环境下复合材料3D打印的科学实验目标。连续纤维增强复合材料是当前国内外航天器结构的主要材料,开展复合材料空间3D打印技术研究,对于未来空间站长期在轨运行、发展空间超大型结构在轨制造具有重要意义。 也就是说,未来利用“3D打印机”,可以在空间站中打印一些需要的结构件,而不需从地面运送,将大大降低成本、提高效率。 试验船还开展了一项高速局域网试验,可以将飞船各个系统联通起来。试验结果已经满足了任务的预期指标,速率达到千兆网的水平,相对传统的数据总线来说,性能对标当前主流局域网速率提升了1000倍。 未来,通过这一系统,可以在空间站里也形成类似智能家居的智能航天器信息体系。 前期气囊缓冲技术试验现场。航天科技集团五院供图 返回方式有何变化? ——气囊缓冲取代反推着陆,返回更舒适,也能水上回归 此次新飞船试验船返回,与神舟飞船的重要不同,在于落地的一瞬间。 降落伞将飞船速度降低以后,在降落到地面的一瞬间,还需要再次减速,保证航天员和返回舱内设备的安全。 在神舟飞船中,最后一次减速由反推小火箭完成,距地面1米时,返回舱下的几个反推小火箭瞬间自动点火,以极强的缓冲力帮助飞船实施“软着陆”。而在新一代载人飞船上,最后一次落地减速由6个气囊实现。 新一代载人飞船首次采用了群伞气动减速和气囊着陆缓冲技术,返回舱进入大气层到达指定高度后,2具减速伞和3 具主伞依次打开,将返回舱的速度从“飞机飞行速度”降为“汽车市区行驶速度”。落地之前,6个气囊充气打开,帮助舱体平稳“软着陆”。 为何要用气囊取代反推火箭?航天五院508所航天器返回技术专家黄伟解释,根据新飞船的特点,经多方案比较选择了气囊,气囊的优势主要在于可重复使用,可以适应更复杂地形,缓冲水平速度、着陆稳定性更好。 新一代飞船不仅可以在陆上着陆,也可以返回到水面上。气囊的使用就适应了落水的情形,起到漂浮作用。 不过,黄伟表示,气囊与着陆反推其实各有优势。相对着陆反推,气囊控制精度更难以保证。所以说其实是各有优势,但针对新飞船,用气囊更合适。 此次新一代飞船试验船的成功着陆,验证了群伞气动减速和气囊着陆缓冲技术的可行。不过,与试验船同时升空的另一个载荷——柔性充气式货物返回舱试验舱,6日在返回过程中出现了异常。 该试验舱是创新性采用充气展开技术研制的新型空间运输飞行器,如果研制顺利,未来在提高空间载荷返回过程可靠性的同时,还可以大大降低物资返回成本。 新京报记者 倪伟 编辑 陈思 校对 赵琳返回搜狐,查看更多