图为落地状态的新一代载人飞船,黑色的“外衣”属于一次性可更换组件
继日前完成长征五号B新一代大推力火箭成功首飞之后,近日中国航天再创佳绩,中国新一代载人飞船顺利完成测试,准确着陆。而根据公开的信息显示,国产新一代载人飞船除了在重量和尺寸方面大幅超越上一代载人飞船、载人数量超过一倍之外,最大的特点就是具备了重复使用能力,有消息称中国新一代载人飞船重复使用次数能够达到十次。在完成一次任务之后,只需要更换载人飞船的“隔热外衣”和“隔热帽子”就可以再次使用,在再次使用前将会和所有的载人飞船发射一样通过必要的测试。而随着可重复使用航天器技术在中国新一代载人飞船上实现应用,中国在未来还有没有必要像当年的美国那样搞航天飞机,就成了一个需要探讨的问题。相比于航天飞机,可重复使用载人飞船明显更加经济,但是航天飞机也有航天飞机的好处。
(新一代载人飞船重量和尺寸都比上一代飞船大幅提高,应用了更多的新技术)
中国新一代载人飞船已经完全接近航天飞机
载人飞船是保障航天员在外层空间生活和工作以执行航天任务并返回地面的航天器,是航天员天地往返的最重要装备之一,是最早承担航天员天地往返运输任务的飞行器。在冷战时期美苏开启载人航天竞赛之后,美苏就相继开始研发能够将人送上太空并安全接回地面的飞行器,载人飞船应运而生。前苏联在1961年发射的东方号飞船,美国的水星号飞船都是最早的载人飞船之一。但是,在当时,受技术限制,载人飞船都只能单次使用,且携带的物资和人员总重量也受到严格限制。比如中国上一代的神舟号载人飞船,其实就借鉴了前苏联载人飞船的一些设计思路,神舟飞船最多只能搭载3名航天员的设计也能反映出载人飞船的局限。在这样的背景下,在载人飞船之后,当时科技实力最强的美国就产生了新的想法。
新的载人飞船增加了大型气囊缓冲着陆装置
鉴于早期载人飞船的局限,美国在当时就开始设想研发一款可以重复使用、载重量和载员人数更多的新型天地往返飞行器,也就是后来的航天飞机。美国曾经先后研发成功并拥有了五款航天飞机,分别是哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号。根据美国最初的计划,美国的航天飞机寿命为20年,每架航天飞机的使用次数为100次,但实际上,美国总计五架航天飞机飞行总次数加在一起也只有132次,其中飞行次数最多的是发现号,39次,最少的是挑战者号,只有10次。只不过在载员人数方面,美国的航天飞机确实比早期的载人飞船提升不少,举例来说,美国飞行次数最多的航天飞机发现号,总计飞行了39次,搭载人数达到252人次,也就是单次6-7人的水平。而和美国当年的航天飞机相比,中国新一代载人飞船性能已经非常接近。
新的载人飞船应用了最新的返回制导策略控制方式
在载人数量方面,中国新一代载人飞船搭载航天员数量也达到6人,和美国当年的航天飞机相当。而在人数之外,中国新一代载人飞船也具备重复使用能力。根据公开的信息显示,中国新一代载人飞船最大的特点,就包括较高的安全等级,较高的可靠性,模块化设计,多任务能力和可重复使用能力,据称中国新一代载人飞船可重复使用次数已达到10次。而且,美国当年发展应用航天飞机另一个原因,就是减少相关成本的想法,中国新一代载人飞船也已经实现,由于采用可重复使用设计,新一代载人飞船的一些高价值设备都放置在返回舱,在完成一次降落之后,只需要更换返回舱的外层新型隔热材料,再进行必要的检测就可以再次使用,包括上述放置在返回舱的高价值设备,而这些新设计也都可以更好的降低中国载人航天的成本。
美国当年发展的航天飞机最初想法就是重复使用
而且,值得一提的是,中国新一代载人飞船不但可以承担航天员近地轨道往返运输任务,在返回舱不变的情况下,更换动力更强劲的服务舱以后,中国新一代载人飞船还可以到月球附近“转圈”。而应用了如此多新技术、新理念的中国新一代载人飞船,其整体性能其实就已经接近当年美国研发的航天飞机。论可靠性和安全性,中国新一代载人飞船甚至远高于美国当年研发应用的航天飞机。
只不过,上述种种其实也并不能完全抹杀航天飞机的价值,对于中国来说,研发应用航天飞机很可能也是有必要的。
未来空天战斗机
由以上就能够准确的看出,中国新一代载人飞船的技术水平已达到非常高的标准,中国新一代载人飞船整体性能已经超越目前世界已知的所有载人飞船,非常接近更加高端的航天飞机,其可靠性水平甚至大幅超越航天飞机。单就航天员天地往返运输任务而言,中国新一代载人飞船已经完全足够,中国也无需再发展航天飞机。但是,从科技和军事的角度来讲,航天飞机还是有必要的。
美国研发应用过哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号五款航天飞机
首先是科技:和当年的前苏联不同,现如今的中国和美国发展航天项目的最大目的,实际上的意思就是推动本国的科技进步。比如传统的载人飞船和中国新一代可重复使用载人飞船,以及美国当年的航天飞机项目,就很好的促进了本国材料技术的发展。根据相关的测算,美国在冷战时期投入巨大的航天项目获得的技术成果,在经过“军转民”性质的技术转移应用之后,全部的效益收入也远超航天的投入。而和航天飞机相比,中国新一代载人飞船虽然也实现了可重复使用,但是其重复使用次数,至少和美国计划的航天飞机重复使用次数相比,还是有很大差距,这种差距的原因之一很可能就包括材料技术。因此,从促进中国科技继续加快速度进行发展的角度来说,中国仍然有必要研发应用更加高端、可重复使用次数更多的航天飞机,中国在航天飞机项目中可能的投入也必然不会浪费。
其次是军事:所有人都很清楚,人类不可能永远止步于地球和月球,走的更远必然会是世界大国不变的追求。也就是说,为了未来可能的外太空“跑马圈地”,加快速度进行发展的中国也应该发展外太空探索价值更大的航天飞机。而且,在现今的军事装备发展中,航天飞机项目也是有价值的。举例来说,美国非常神秘的X37B空天往返飞行器就被认为是美国未来空天战斗机的雏形,而X37B的发展应用,美国在冷战时期的航天飞机研发明显起到很大促进作用。和中国新一代的载人飞船不同,美国的X37B空天往返飞行器和当年的航天飞机都能轻松实现水平跑道着陆,而随着人类航天科技的进一步发展,未来的航天飞机实现自主起飞也不是绝对没可能。而从军事角度,未来空天作战的思路考虑,尽快探索航天飞机技术对中国还是有必要的。
(发展重复载人飞船在经济上比航天飞机合算,但是航天飞机的未来价值也是不可估量的,美国就借助世界最高水平的航天飞机技术研发出了X37B型飞行器,X37B任务定位非常神秘,外界也一直在分析猜测,但都没有完全可信的结论,一般认为这款飞行器就是美军未来空天战斗机的雏形)
美国用大项目带到科技大发展的做法非常值得中国学习借鉴
国与国之间的较量,说到底还是经济和科技的较量,不重视经济和科技的发展、只专注于较量的结果只有一个,那就是前苏联。而在科技和经济的较量中,美国的思路还是非常值得中国学习和借鉴的。美国在历史上就非常重视大项目对科技发展的推动作用,美国在上世纪九十年代之所以可以通过信息技术发展迅速甩开眼看就要赶上美国的日本和欧洲,上世纪八十年代,被很多人认为是战略忽悠的星球大战计划项目就是最重要原因。美国在冷战时期的航天探索热潮,也在很大程度上促进了美国科技的发展,并最终帮助美国经济发展找到新的动力。
因此来说,鉴于科技大项目对整个国家科技发展的推动和带到作用,中国也有必要推动更加高难的航天飞机项目。现今的中国经济和科技拥有推动这个项目所需的所有条件,中国经济和科技未来的健康加快速度进行发展也需要航天飞机这样的大项目推动和带动。(CMN)