未来“太空巴士”什么样?我国发射新一代载人飞船试验船

人民网北京5月5日电(赵竹青)5日晚,由中国航天科技集团有限公司第五研究院自主研制的我国新一代载人飞船试验船在海南文昌发射场成功发射并顺利进入预定轨道,标志着中国载人航天工程迈出了探索浩瀚宇宙新的一步。

在接下来的几天,它将开展一系列的新技术验证,完成在轨飞行后将在我国东风着陆场进行受控再入与返回回收,为我国载人空间站建造运营和载人深空探测奠定更加坚实的基础。

五院新一代载人飞船试验船项目技术专家介绍,新一代载人飞船是面向我国近地空间站运营、载人月球探测等任务需求而论证的新一代天地往返运输飞行器,具备高安全、高可靠、适应多任务和模块化设计特点,此次飞行试验任务将对新一代载人飞船高速再入返回防热、控制和群伞回收相关关键技术进行飞行验证,将夯实中国人更高效、安全、经济地开展有人参与的深空探测的坚实基础。

一船多用 打造天地往返“太空巴士”

浩瀚的深空蕴含着无穷的宝藏,也汇聚着人类的光荣与梦想,被称为继陆、海、空之后的“第四疆域”。

新飞船试验船总体主任设计师杨庆介绍,从1992年启动载人航天工程以来,五院锁定建造中国空间站的目标,按照“三步走”的策略稳扎稳打,形成了以神舟飞船、空间实验室、货运飞船为支撑的多类航天器,为正式启动空间站建设打下了坚实基础。

“新一代载人飞船可以一船多用,既可以应用在近地轨道,支撑我国空间站建设,还能胜任载人登月等更遥远深空的探测重任,更具备着‘运人+运货’的强大本领,这将有力拓展我国载人航天器的应用范围和能力结构。”杨庆告诉记者,新一代载人飞船堪称“太空巴士”,在执行近地轨道任务时可以一次运送6-7名航天员。

同时,新一代载人飞船还可以根据任务需求,从“太空巴士”变为“太空货车”,给空间站运送大量的补给物资,或者把航天工程师们在空间站所做的一些试验样品带回地球。

这一“一船两用”的功能定位得益于特有的中国智慧。杨庆告诉记者,为了让新一代载人飞船身兼多能,五院提出基于模块化设计的新一代载人飞船总体设计方案,在梳理后续任务的基础上,将飞行功能需求“合并同类项”,构建了“返回舱+服务舱”的两舱新构型,将因任务不同而性能指标各异的电源、推进、燃料资源等分系统集成到服务舱内,这样就可以实现统一的返回舱、配置不同的服务舱模块来满足近地空间站运营、后续载人航天工程等多任务需求的目标,不仅可以大大缩短研制周期,还可以采取批量化研制模式来降低研制成本,这在未来人类探索宇宙活动越来越频繁时将展现出显著优势。

验证关键创新技术 达到国际先进水平

新飞船试验船总体副主任设计师郭斌告诉记者,新一代载人飞船是五院研制团队采用诸多新技术和新产品打造出的我国下一代天地往返运输飞行器,尤其是在可靠性、安全性、舒适性、经济性以及智能化程度等方面有了大幅提升。

高可靠高安全设计,提高载人飞行安全性。载人航天人命关天,五院技术人员以提升产品可靠性为立足点,在充分继承神舟系列飞船的可靠性与安全性设计经验基础上,为确保航天员安全加上了多道防护网:通过高性能计算机和敏感器的“组合拳”,使新飞船具备自主应急入轨、自主轨道抬升、自主升力控制等功能,可以快速、从容应对各类突发事件;采用了2具减速伞和3具主伞组成“群伞减速”回收方案,并在备份上进行了科学设计,即使是一具减速伞或主伞失效都能保证舱体减速着陆。

先进性设计,飞船整体性能大幅提升。新一代载人飞船使用单组元无毒发动机、高精度光学-导航一体化导航、分布式一体化电子系统、高转换效率太阳电池、多终端综合人机交互系统、水升华器散热、新型环路热管等一系列先进技术,使平台综合性能得到全面跃升。

舒适性设计,提高乘员舒适度。返回舱是航天员在太空工作、生活的“家”,为了让航天员在太空工作得顺心、住得舒心,五院技术人员采用宜居设计理念,充分利用新一代载人飞船舱内空间大的优势,在舱内装饰、设备布局、人机交互界面、整船载人环境设计等方面下足了功夫。在返回舱内设置了工作区、娱乐区、餐饮区以及独立卫生区,鲜明的功能分割能让航天员快速找到“家”的感觉。为了让航天员“枯燥”的太空旅行变得丰富多彩,专门配置了生活娱乐大屏,并为航天员配置了穿戴式显示仪表,让航天员时刻了解飞船的健康状况。

重复使用,降低运营成本。为了降低进入太空的成本,新一代载人飞船的返回舱被航天工程师设计成可重复使用,如星敏感器、计算机等一些高价值的设备,经过优化设计由服务舱调整至返回舱安装,这样就可以随返回舱返回后进行回收利用。在返回舱外包覆我国自主研制的新型轻质防热结构,执行完任务后只需更换轻质防热结构,经过规范严格的检测,就可以再次执行载人航天飞行任务了。

“为了能在一次任务中验证更多新技术、新材料,五院研制团队给试验船应用了许多新设计、配置了许多新装备,创造了中国载人航天器领域的多个首次,这充分体现出我国载人航天领域发展‘好、快、省’的发展理念。”郭斌表示,在此次任务中,返回舱结构首次采用了密封舱和非密封舱设计,防热结构首次采用了新型轻质耐烧蚀的碳基防热材料满足高速再入热防护需求,首次采用国际上推力最大的新型单组元无毒推进系统,首次使用国内航天器最大的表面张力贮箱。此外,新一代载人飞船试验船上还搭载了我国科研院所的多项有源载荷,将开展太空3D打印等在轨空间应用和空间科学实验,实现一次任务多方受益。 

(责编:赵竹青、吕骞)

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