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前言:
近日,天舟七号货运飞船结束任务,将在坠入大气层时直接烧毁的消息引发诸多关注。
同美国能重复利用的龙飞船对比过后,更是引发了龙飞船技术优于天舟七号的讨论。
但事实真的如此吗?我国又为何宁愿让造价高达3.5亿元的天舟七号,以烧毁的方式结束征程?
重复使用飞船技术,中美仍存差距
将天舟七号与龙飞船对比,无非就是为了突出重复使用的飞船要优于一次性飞船。
首先需要承认的是,双方在重复使用飞船的研究存在着一定的差距。
从上世纪60年代开始,美国就不断开始研发可重复使用的航天器,从一开始的X15飞机就是一种尝试。
之后美国还研发出了航天飞机、舱体式飞船等多种可以重复使用的航天器。
这其中最为知名的当属航天飞机,2011年该项目被暂停前,美国曾研制过6架航天飞机,并进行了135架次的飞行任务。
由此不难发现,在重复使用飞船方面,美国有着丰富的经验和技术。
2008年后,NASA为节省自身支出,提出商业载人航天技术,最终选定了SpaceX和波音作为合作对象。
按照双方的合同规定,NASA将飞船的研发、制造都交由企业来完成,知识产权也归企业所有,NASA则只按次数购买飞船的使用权。
这就意味着NASA给出的资金是有限的,而且次数越多价格越便宜,企业想要盈利,就得在成本控制方面多做文章。
如此一来,航天公司在设计飞船时首先要考虑的,就是飞船甚至运载火箭能否重复利用。
因为美国此前就有着丰富的飞船重复使用经验,所以无论是SpaceX还是波音,都设计出了新的可重复使用飞船。
以SpaceX的龙飞船为例,可重复利用次数能够达到10次左右。
既然重复利用飞船有如此多的优点,我国却并未采用?是技术能力达不到还是另有隐情呢?
首先,我国航天事业本身就起步晚、底子较弱,所以在重复使用飞船方面暂时落后于美国。
但这不意味着在飞船重复利用方面,中国依旧被美国远超。
我国的飞船回收技术已经非常成熟,尤其是神舟系列飞船的返回舱每次都能完美回收。
这已经为飞船的重复性使用打下坚实的基础,而随着时间的推移,我国在可重复利用的飞船上也有了重大突破。
2020年5月,我国就已经攻克了载人飞船返回舱重复使用的难关。
新一代的梦舟载人飞船,就是一种可重复使用的载人飞船,该飞船能够重复使用10次,而且兼顾载人探月工程和空间站运营等多重任务。
此外,重复使用的货运飞船我国也已完成研发,此次珠海航展上亮相的“昊龙”货运飞船就是其中的代表。
未来它也将和天舟系列飞船一起,共同扮演空间站甚至“月球基地”快递小哥的角色。
那这是否意味着能重复使用的龙飞船,就一定要优于只能一次性使用的天舟七号呢?
龙飞船一定优于天舟七号?或许不见得
美国虽然在飞船重复使用技术上有着丰富的经验,但其中也遭遇过诸多的波折和艰辛。
首先是安全性问题,美国曾经生产的6架航天飞机,虽然完成135次飞行任务。
但在这个过程中先后有两架飞机因事故坠毁,而且导致了14名航天员的牺牲。
即便是在技术非常成熟的现在,美国在这方面的事故依旧层出不穷。
如今在国际空间站被饿成“蛇精脸”的宇航员,就是最好的证明。
龙飞船也曾在测试过程中发生过起火问题,还有宇航员乘坐龙飞船回归地面时出现了健康问题。
毕竟飞船在设计时过度关注重复使用能力,其他方面自然要被迫作出牺牲。
尤为需要注意的是,飞船在飞行过程中可能遭遇太空垃圾袭击、与大气层剧烈摩擦所产生的高温,都会对飞船的安全性造成损害。
如果在保养和维修期间出现任何纰漏,无疑是对宇航员以及飞船本身的不负责。
所以龙飞船虽然号称能重复使用10次,但实际使用次数远未达到该数字。
我国在载人航天工程立项时,也考虑过使用航天飞机作为运输宇航员的飞行器,但考虑到风险问题最终放弃。
除了安全性外,成本问题也是航天人不能忽视的因素。
NASA在航天飞机的研发和使用过程中,合计耗资2000亿美元。
即便是当前的龙飞船,初次发射成本高达46亿美元,之后的回收、维修以及其他费用,也将是天文数字。
反观我们的天舟七号货运飞船,总成本仅有3.5亿元折合成美元才4839万,发射一次龙飞船的价格可以发射100次天舟七号。
至于天舟七号,为什么被烧掉而不是被回收?
是因为里面装载的物资,几乎都是空间站的废弃物,并非有科研价值的物品,在进入大气层烧毁,还能减少人工处理的麻烦。
因此,我国虽然可以将其设计成安全返回地面的模式,但必要性不大。
更何况天舟七号在物资运输能力上远超龙飞船,7.4吨的载货量远非龙飞船的3.3吨可比。
而且天舟七号在独立飞行期间,还承担起释放青少年科普卫星的任务,可以说是一船多用了。
就目前来看,我国未来即便有了“昊龙”货运飞船,天舟飞船还将继续扮演为空间站运输物资的主力。
有专家用形象的比喻解释了天舟和昊龙的关系:
天舟就是每天上班乘坐的公交车,载荷量大但发车时间固定,昊龙则像出租车拥有随发随走的能力。
结语:
需要承认的是,中国在飞船重复使用领域和美国还有差距,但相信赶超美国的那天不会太久远。
而用龙飞船和天舟对比,来证明美国航天技术优于中国,如此做法也并不合理,只能说两者各有所长。
参考资料:
新华网:《可重复使用航天器是何神器?》
京报网:《我国早期研制航天飞机的呼声最大,为何最后走了载人飞船的路子?》
观察者网:《中美结果大不同 商业航天不是包治百病的药》
北青网:《政知丨天舟为何“有去无回”?》
光明网:《浅谈可重复使用航天器》