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新一代载人飞船可运送6—7名航天员
编辑:刘强 来源:《新京报》 发布时间:2021-09-22 07:13:06

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新一代载人飞船吊装现场。 航天科技集团五院供图


  继神舟飞船之后,我国新一代载人飞船系列将登上历史舞台。早在2020年5月5日,长征五号B运载火箭在文昌航天发射场成功首飞,运送近22吨重的新一代载人飞船试验船进入太空。
  新一代载人飞船载人能力较神舟系列提升一倍,一次可运送6—7人,将用于空间站载人往返、载人登月乃至更远的载人深空探测,返回舱可回收多次利用。
  这次亮相的试验船,主要是对新飞船高速再入返回防热、控制和群伞回收等关键技术进行飞行验证。距离“完整版”飞船,尚有一定距离。


载人登月、深空载人探测座驾
  新一代载人飞船,是中国全面升级的天地往返交通工具,由中国航天科技集团有限公司五院自主研制。
  自1999年神舟一号到2016年神舟十一号,17年间,神舟飞船成功完成15次飞行,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。
  据航天科技集团五院介绍,新一代飞船与神舟飞船不是替代关系,而是互相补充,可以根据任务需求个性化选择。
  神舟飞船解决的是航天员顺利进入太空,并安全返回地面的难题,而新一代飞船解决的是如何更安全、更舒适、更智能、更经济地进入太空,开展更远距离深空探测的难题。
  不仅能载人,还能从事货运,新一代载人飞船是一型“客货两用”飞船。目前我国唯一一型货运飞船是天舟一号,新一代飞船相比天舟飞船也全面升级,能够从近地空间站下行运输货物。
  新一代载人飞船的概念可追溯至2015年,当年,瞄准空间站运营、载人月球探测等需求,中国航天科技集团五院论证提出研制试验船开展高速再入飞行试验的方案。
  从2017年1月到2019年12月3年间,工程师们完成了方案设计、产品研制、整船总装、综合测试、大型试验,突破了大量关键技术。


舱内设有娱乐区、独立卫生区
  新一代载人飞船个头很大,近9米长,最大直径约4.5米,体重超过20吨。未来新飞船在执行近地轨道任务时,可以一次运送6-7名航天员。
  从外观上看,新一代载人飞船有着流畅的倒锥形钝头体气动外形。
  航天五院专家介绍,倒锥形空气升力更大,能在以接近第二宇宙速度高速返回时依靠空气阻力减速,更加平稳、精准地降落。
  与神舟飞船三舱结构不同,新一代载人飞船是两舱构成的:返回舱是整船的指令中心,也是航天员生活居住的地方;服务舱提供动力和能源。
  以往神舟飞船舱体体积有限,航天员在两舱之间往返时,行动多有局限。而新一代飞船的返回舱和密封舱空间更大,未来还可以根据任务需求做“隔间”。
  返回舱是航天员在太空工作、生活的“家”,技术人员采用宜居设计理念,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颇下功夫。在返回舱内设置了工作区、娱乐区、餐饮区以及独立卫生区。
  据介绍,舱内还配置了生活娱乐大屏,供航天员休闲娱乐;穿戴式显示仪表可以让航天员时刻了解新飞船的健康状况。


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新一代载人飞船试验船返回舱返回东风着陆场,酒泉卫星发射中心空中搜救队员抵达现场进行通信设备架设(2020年5月8日摄)。 新华社图片


返回舱采用气囊实现着陆缓冲
  随着我国航天技术的发展,今后将面临频繁的天地往返运输任务,这就需要新飞船变得更经济、更高效。
  为了降低进入太空的成本,新一代载人飞船的返回舱未来可重复使用。舱内的星敏感器、计算机等高价值的设备,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,进行回收利用。
  返回舱外包覆了新型轻质防热结构,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。
  为了实现多功能使用,设计人员还像“搭积木”一样,通过使用相同返回舱,配置不同的服务舱模块的方式,让新飞船不仅可以去近地空间站,在返回舱不变的情况下,更换动力更强劲的服务舱后,还能到月球甚至更远的深空。
  不光整船可以模块化,返回舱也实行模块化设计。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”。载人运输时配置环控生保、座椅、仪表、手控操作等设备;载货运输时就配置货架、货包。
  早在2016年,“多用途飞船缩比返回舱”已经随长征七号上空,成功验证新一代载人飞船返回舱的气动外形等关键技术。
  研制人员介绍,这次是关键技术的飞行验证试验,进一步对新飞船高速再入返回防热、控制和群伞回收等更多关键技术进行飞行验证。在定型之前,新一代载人飞船还将在这次试验的基础上不断完善。
  完成在轨飞行后,这艘试验船在我国东风着陆场受控再入与返回回收。
  返回阶段也使用了新技术。新一代载人飞船返回采用群伞气动减速和气囊着陆缓冲技术。试验船携带了2具减速伞和3具主伞,在返回舱进入大气层,到达指定高度后,它们依次打开,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,保证返回舱安全、完整回收。
  这也是与神舟的不同之处,神舟飞船最后落地前采用反推小火箭减速,而利用气囊“软着陆”,将进一步减轻飞船和航天员受到的冲击。
据《新京报》 

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