中国航天日 龙载人飞船和Star...

早在17年，中国就着手在研制下一代载人飞船。中国航天科技集团载人航天工程载人飞船系统总设计师张柏楠曾说，“目前国外正在研制的下一代载人飞船中，只有NASA（美国航空航天局）的猎户座飞船具备载人登月能力。我国下一代载人...

早在17年，中国就着手在研制下一代载人飞船。

中国航天科技集团载人航天工程载人飞船系统总设计师张柏楠曾说，

“目前国外正在研制的下一代载人飞船中，只有NASA（美国航空航天局）的猎户座飞船具备载人登月能力。

我国下一代载人飞船，要既能进行近地轨道飞行，又能执行载人登月任务。”

当时，我国新一代可重复使用载人飞船正在研制中，瞄准世界最先进水平，并力争与国际同步发射。

16年，长征七号运载火箭首飞，这也是我国新一代载人飞船的首次试验飞行。

我国第一代载人飞船的首飞，比国外落后约40年。

但现在我国和外国之间的距离正在逐渐缩小。

今年我国将发射新一代载人飞船试验船。

目前，飞船的测试工作在文昌航天发射场全面展开。

中国新一代飞船全尺寸返回舱重量高达7吨，它设计上融汇猎户座和载人龙飞船的优点，新一代多用途飞船将支持空间站和载人登月任务，标志着中国载人航天赶上世界先进水平。

与神舟飞船相比，新一代载人飞船体型更大，既能载人也可载货，并且可重复使用。

此次试验船将验证一系列技术，为未来运送航天员往返我国空间站打下技术基础。

我国新一代载人飞船将同时兼顾近地轨道任务和更远的深空探测。

深空探测任务返回地球的速度更快，对飞船的结构和防热性能会带来更大的考验。

研制团队采用了全新的防热材料和防热结构，耐热能力相当于神舟飞船的3到4倍。

在返回再入控制上，也会保证落点精度、保证过载不超过航天员的承受范围。

此次发射还将验证更加安全的“群伞+气囊”着陆方式，以及飞船可重复使用的相关技术。

此次发射后，研制团队将对飞船返回后的状态进行评估和分析。

验证关键技术后，飞船将转入到全系统的研制和功能验证，为最终的载人飞行作准备。

同时，新一代载人飞船还可以运货。

比如，3名航天员乘坐的时候，就可以搭载约500公斤的货物。

我国此前的天舟货运飞船虽然拥有很大的上行运输能力，也就是将货物从地球运输到空间站的能力，但不具备将货物从空间站带回地球的能力，而这一能力在未来的空间站时代极为重要。

譬如，在空间站上开展微生物实验的样本，或在太空制造的产品，需要带回地面上做更好的研究。

这时，新一代载人飞船的“带货”回地球能力就派上大用场了。

通过灵活配比，新飞船将与天舟货运飞船互补，便于后续任务的组织安排。

新载人飞船将实现可重复使用

新载人飞船采用了返回舱+服务舱的两舱设计，将大部分有价值的产品都集中放在返回舱内，这样一来，当返回舱着陆地面后，飞船上大多数的设备就都可以进行重复使用。

和神舟飞船相比，新飞船的外层防热材料不再采用和飞船整体一体的设计，改用可拆卸的模式，目的也是为了每次飞行完成后方便更换。

再加上气囊缓冲的落地方式，可以更好地保护飞船本身不受损坏，保障飞船的再次使用。

新一代载人飞船研制团队将力争实现返回舱可重复使用10次，逐步降低成本。

飞船如同火箭，重复使用十次最划算

SpaceX的龙飞船曾于2014年9月前往国际空间站执行任务，34天后返回地球。

SpaceX对其加压舱中的一些部件进行了翻修和更换，并替换了非加压舱部分。

该公司曾宣称，“猎鹰九号”火箭第一级重复使用一次，可使发射成本降低30%，重复使用十次则能降低80%左右。

据专家计算，十次是火箭重复使用的最佳平衡点，使用次数更少做不到物尽其用，更多则反而增加维修成本和风险。

飞船同样如此。

近年来，太空领域的竞争日趋激烈，关于新一代载人飞船和运载火箭的消息，也越来越多。

自从苏联将加加林送往太空并成功返回以后，以美苏为代表的人类在载人航天领域的竞争，就不断白热化。

在途径上，苏联选择了相对保守的飞船方案，美国则在经历了飞船方案之后，选择了更为先进和激进的航天飞机。

从上世纪80年代到20世纪初，因为航天飞机的费用过于昂贵，可靠性也受到极大质疑。

五艘航天飞机中的两艘，挑战者号，哥伦比亚号，都遭遇灾难，机组人员全部丧生。

所以在2011年，美国退役所有航天飞机之后，美国的载人航天活动，就全部依靠俄罗斯载人飞船。

全球新一代载人飞船比较

目前，全球现役两款载人飞船，一款是俄罗斯联盟号系列，一款是我国神舟系列。两者技术层面类似。

联盟号系列从1967年发射以来，共发射100多次，是除美国航天飞机以外，人类载人航天的主力，已经发展了数代若干型号。

我国神舟号神舟飞船，高约9米，重约8吨，最大直径2.9米，翼展7.5米，在结构上参考了联盟号飞船，也拥有返回舱、推进舱、轨道舱。

我国从1999年11月20日发射第一艘神舟飞船以来，到目前已经发射了十一艘。

尽管联盟号和神舟号都取得了巨大成就，但是，他们的不足也同样明显，首先，他们都是一次性设计，无法重复使用，费用很高。

其次，他们尺寸都偏小，每次最多只能携带三名宇航员升空，携带货物能力也较少。第三，功能较为单一，主要作为天地往返工

所以，在联盟号和神舟号之后，美俄中都积极开展了新一代载人飞船的研发工作。

其中，美国的龙飞船(Dragon)，CST-100 Starliner飞船，猎户座飞船(Orion)，俄罗斯的联邦号飞船，以及我国的新一代飞船最引人注目。

这三国五款新一代载人飞船都采取了返回舱加服务舱的两级模式，在空间尺寸重量多用途可重复使用等能力上，一次最大载人能力普遍达到6到7人，和以前的美国航天飞机一样，比以往的航天飞船有了大幅度提高。

CST-100 Starliner飞船由波音研发，火箭选用洛马公司的宇宙神5号火箭，该火箭源于20世纪50年代的宇宙神洲际导弹(洛马不愧是老牌军火商)。

洛马公司还准备研制宇宙神SH(重型)运载火箭，和SpaceX的猎鹰重型继续对抗。

目前，宇宙神5采取模块理念和渐进发展的模式，经过多次发射，已经证明了其成熟性。

龙载人飞船和Starliner飞船更侧重于商业发射，真正的重头戏是美国NASA主导，由洛马作为总承包商的猎户座飞船，主要是科研用途，有登陆舱，原本是美国登月的主力飞船。

SLS(Space Launch System，简称SLS，太空发射系统或空间发射系统)，是一种从航天飞机演变而来的超重型运载火箭，由NASA设计，主要目的是维持星座计划的进行以及取代已经退役的航天飞机(Space Transportation System，简称 STS)。

号称史上最强运载火箭系统，甚至打算将人送往火星。

猎户座飞船高7.5米、最大直径5米、重量25吨，返回舱重9吨，最多可容纳6名宇航员，被誉为阿波罗2.0版本(阿波罗一次只能容纳3名宇航员)。

猎鹰9、猎鹰重型和大猎鹰BFR比较

俄罗斯的联邦号飞船(Federation)，是俄罗斯联邦航天局正在开发中的下一代载人航天器，联邦号基本性能和猎户座飞船大致相当。

联邦号飞船预计搭载新型联盟-5中型火箭发射，该火箭将可能与美国SpaceX公司的猎鹰9号火箭和欧洲航天局的阿丽亚娜6型火箭竞争，并且分为载人和非载人两种型号，用于执行未来航天发射。

研制中的俄罗斯联邦号飞船

我国新一代载人飞船由中国航天科技集团有限公司中国空间技术研究院，也就是著名的航天五院研发。

新一代载人飞船为倒锥形大直径返回舱和圆柱形服务舱的两舱式载人飞船，分为轨道型和登月型，主要区别在于服务舱尺寸和重量。

飞船采用模块化设计，可使用近地轨道飞行、载人登月探测和载人深空探测等多种任务”。

新一代载人飞船返回舱外壳分为可拆卸防热结构和可重复使用金属结构，追求返回舱的重复使用，以降低飞行成本。

还可客串货运飞船，做货运飞船使用时，上行运货可达4吨，下行运货可达2.5吨，虽然最大载货量小于天舟飞船，但大运力的下行货运能力却填补了我国载人航天系统的空白。

越耐用 越便宜

毋庸置疑，未来人类进军太空的脚步只会越迈越快，越迈越远，与之相应的是人类出入太空的频次也会越来越密集。

但是，由于技术瓶颈和高经济投入的限制，载人航天未来的发展面临着能力和效益的挑战。

一次性使用的载人飞船无论从研制、发射和任务周期，还是费用方面都无法满足大规模载人航天活动的需求。

因此，降低发射和运营成本是关系到载人航天健康可持续发展的重要问题，而可重复使用载人飞船为解决这个问题提供了重要出路。

可重复使用载人飞船是指在执行了一次任务后，只需要通过简单的测试和维护，就可以快速投入下一次任务的飞船。

中国“龙”上太空指日可待

目前可重复使用载人飞船的研制，主要有两大方向。

一种是让飞船同时兼具航天器和航空器的特征，在太空时做轨道飞行，在大气层内则能通过机翼做动力飞行或无动力滑翔。

此类飞船的特点是可操作性强，适用范围广，回收简便，代表了未来主要发展趋势，但研发难度较大。

以前，美国的航天飞机是这类飞船的代表，现在则以X-37B轨道飞行器为首。另外，被航天迷所热衷的“空天飞机”也属于此类。

另一种与目前广泛使用的载人飞船在外形、发射方式以及回收途径上差别不大，但采用了各种新型技术使飞船能在短时间内重复使用。

如可重复使用动力技术、高强度轻质主结构技术、轻质低烧蚀热防护材料技术、无损着陆回收技术等。

这类飞船目前发展最为成熟的，是美国SpaceX公司的“龙”飞船。

而现在，我们有了自己的龙飞船，且正在全面展开测试。

中国新一代载人飞船在充分继承中国载人航天工程已有技术的基础上，在结构、推进、回收、可重复使用等方面采用了一系列先进技术，使飞船具备高可靠、高安全、低成本和宜居的特点。

相信中国“龙”遨游太空应该指日可待了。

来源：火星社会