今年6—8月,神舟十號飛船將擇機發射,與天宮一號目標飛行器再次進行有人交會對接,三名航天員將在太空中工作、生活一段較長的時間。這也是神舟飛船開展首次應用飛行。
神舟飛船的首次應用飛行,其重大意義在於:神舟八號、神舟九號和神舟十號的狀態基本是一致的,本次任務取得成功後,這種狀態的神舟飛船和長征2F運載火箭將構成我國標準的天地往返運輸系統。這一系統不但能夠用於空間實驗室的航天員往返運輸,未來也將作為我國空間站的運輸工具,承擔航天員天地往返運輸系統和空間站救生船的職能。
在人類奔向太空的50餘年歷史中,天地往返運輸系統始終支撐和書寫著太空之旅的傳奇故事。我們特邀中國航天科工集團公司二院研究員楊宇光博士撰文,為讀者介紹人類天地往返工具的發展歷程。
回顧人類載人航天歷程,太空時代的到來,就是從載人天地往返運輸系統的研製與試驗開始的。在太空競賽時期,前蘇聯和美國分別研製了三個系列的載人飛船,即東方號、上升號、聯盟號和水星號、雙子星號、阿波羅號。聯盟號飛船經過不斷改進,直到今天仍作為天地往返運輸工具在使用。美國研製並使用了航天飛機,未來各航天大國還將研製新一代載人飛船。
研究這些載人天地往返運輸工具的歷史,可以更清楚地讓我們瞭解人類航天技術的發展進程,並且更好地把握未來,讓航天技術更加有效地為人類造福。
神舟系列載人飛船採用了當代更新的技術
神十是目前人類正在使用最重的載人天地往返運輸工具,將成為未來我國空間站的天地往返運輸系統,會朝著更加安全、可靠、舒適的方向發展。
我國研製的神舟系列載人飛船,比俄羅斯的聯盟號飛船略重,在美國的航天飛機退役之後,是目前人類正在使用的最重的人員天地往返運輸工具。它採用由軌道艙、返回艙、推進艙組成的較為成熟的三艙構型,雖然在構型上和聯盟號類似,卻採用了大量更為先進的技術。例如,神舟飛船採用光電轉換效率很高的三結砷化鎵太陽能電池,其輸出功率甚至比早期的禮炮號空間站都要大;採用鋁鋰合金的主結構,既輕巧又結實;與聯盟號採用偏二甲肼不同,神舟飛船的統一雙組元推進系統採用一甲基肼作為燃料,簡化了增壓系統的設計,工作更為可靠。神舟飛船的返回艙,也比聯盟號更大更舒適一些。在神舟飛船的早期發展階段,軌道艙還可在載人飛行任務結束後長期留軌,作為一顆科學試驗衛星繼續發揮作用。
神舟飛船在歷次飛行任務中的出色表現,以及載人航天工程從一開始就完整考慮的前瞻性設計,使得神舟飛船足以勝任我國未來空間站的天地往返運輸任務。在神舟飛船定型後,它可以在空間站上停靠半年,同時作為乘組長期駐留空間站期間的“救生船”。在航天員乘組輪換期間,可以有兩艘神舟飛船同時對接在空間站上。
神舟飛船作為我國未來空間站的標準天地往返運輸工具,採用了符合國際標準的導向瓣內翻式異體同構周邊式對接機構。這樣的設計在救援任務中特別有用,理論上也具備造訪國際空間站的能力,而其他國家的載人航天器也可以經過較小改動後造訪我國的空間站。這為將來開展載人航天國際合作,包括空間救援和飛船—空間站的互訪,提供了極大的可行性。
可以預見,隨著新技術的不斷出現,神舟飛船也會不斷改進,朝著更加安全、可靠、更加舒適的方向發展。