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前言:
近日,天舟七號貨運飛船結束任務,將在墜入大氣層時直接燒毀的消息引發諸多關注。
同美國能重復利用的龍飛船對比過后,更是引發了龍飛船技術優于天舟七號的討論。
但事實真的如此嗎?我國又為何寧愿讓造價高達3.5億元的天舟七號,以燒毀的方式結束征程?
重復使用飛船技術,中美仍存差距
將天舟七號與龍飛船對比,無非就是為了突出重復使用的飛船要優于一次性飛船。
首先需要承認的是,雙方在重復使用飛船的研究存在著一定的差距。
從上世紀60年代開始,美國就不斷開始研發可重復使用的航天器,從一開始的X15飛機就是一種嘗試。
之后美國還研發出了航天飛機、艙體式飛船等多種可以重復使用的航天器。
這其中最為知名的當屬航天飛機,2011年該項目被暫停前,美國曾研制過6架航天飛機,并進行了135架次的飛行任務。
由此不難發現,在重復使用飛船方面,美國有著豐富的經驗和技術。
2008年后,NASA為節省自身支出,提出商業載人航天技術,最終選定了SpaceX和波音作為合作對象。
按照雙方的合同規定,NASA將飛船的研發、制造都交由企業來完成,知識產權也歸企業所有,NASA則只按次數購買飛船的使用權。
這就意味著NASA給出的資金是有限的,而且次數越多價格越便宜,企業想要盈利,就得在成本控制方面多做文章。
如此一來,航天公司在設計飛船時首先要考慮的,就是飛船甚至運載火箭能否重復利用。
因為美國此前就有著豐富的飛船重復使用經驗,所以無論是SpaceX還是波音,都設計出了新的可重復使用飛船。
以SpaceX的龍飛船為例,可重復利用次數能夠達到10次左右。
既然重復利用飛船有如此多的優點,我國卻并未采用?是技術能力達不到還是另有隱情呢?
首先,我國航天事業本身就起步晚、底子較弱,所以在重復使用飛船方面暫時落后于美國。
但這不意味著在飛船重復利用方面,中國依舊被美國遠超。
我國的飛船回收技術已經非常成熟,尤其是神舟系列飛船的返回艙每次都能完美回收。
這已經為飛船的重復性使用打下堅實的基礎,而隨著時間的推移,我國在可重復利用的飛船上也有了重大突破。
2020年5月,我國就已經攻克了載人飛船返回艙重復使用的難關。
新一代的夢舟載人飛船,就是一種可重復使用的載人飛船,該飛船能夠重復使用10次,而且兼顧載人探月工程和空間站運營等多重任務。
此外,重復使用的貨運飛船我國也已完成研發,此次珠海航展上亮相的“昊龍”貨運飛船就是其中的代表。
未來它也將和天舟系列飛船一起,共同扮演空間站甚至“月球基地”快遞小哥的角色。
那這是否意味著能重復使用的龍飛船,就一定要優于只能一次性使用的天舟七號呢?
龍飛船一定優于天舟七號?或許不見得
美國雖然在飛船重復使用技術上有著豐富的經驗,但其中也遭遇過諸多的波折和艱辛。
首先是安全性問題,美國曾經生產的6架航天飛機,雖然完成135次飛行任務。
但在這個過程中先后有兩架飛機因事故墜毀,而且導致了14名航天員的犧牲。
即便是在技術非常成熟的現在,美國在這方面的事故依舊層出不窮。
如今在國際空間站被餓成“蛇精臉”的宇航員,就是最好的證明。
龍飛船也曾在測試過程中發生過起火問題,還有宇航員乘坐龍飛船回歸地面時出現了健康問題。
畢竟飛船在設計時過度關注重復使用能力,其他方面自然要被迫作出犧牲。
尤為需要注意的是,飛船在飛行過程中可能遭遇太空垃圾襲擊、與大氣層劇烈摩擦所產生的高溫,都會對飛船的安全性造成損害。
如果在保養和維修期間出現任何紕漏,無疑是對宇航員以及飛船本身的不負責。
所以龍飛船雖然號稱能重復使用10次,但實際使用次數遠未達到該數字。
我國在載人航天工程立項時,也考慮過使用航天飛機作為運輸宇航員的飛行器,但考慮到風險問題最終放棄。
除了安全性外,成本問題也是航天人不能忽視的因素。
NASA在航天飛機的研發和使用過程中,合計耗資2000億美元。
即便是當前的龍飛船,初次發射成本高達46億美元,之后的回收、維修以及其他費用,也將是天文數字。
反觀我們的天舟七號貨運飛船,總成本僅有3.5億元折合成美元才4839萬,發射一次龍飛船的價格可以發射100次天舟七號。
至于天舟七號,為什么被燒掉而不是被回收?
是因為里面裝載的物資,幾乎都是空間站的廢棄物,并非有科研價值的物品,在進入大氣層燒毀,還能減少人工處理的麻煩。
因此,我國雖然可以將其設計成安全返回地面的模式,但必要性不大。
更何況天舟七號在物資運輸能力上遠超龍飛船,7.4噸的載貨量遠非龍飛船的3.3噸可比。
而且天舟七號在獨立飛行期間,還承擔起釋放青少年科普衛星的任務,可以說是一船多用了。
就目前來看,我國未來即便有了“昊龍”貨運飛船,天舟飛船還將繼續扮演為空間站運輸物資的主力。
有專家用形象的比喻解釋了天舟和昊龍的關系:
天舟就是每天上班乘坐的公交車,載荷量大但發車時間固定,昊龍則像出租車擁有隨發隨走的能力。
結語:
需要承認的是,中國在飛船重復使用領域和美國還有差距,但相信趕超美國的那天不會太久遠。
而用龍飛船和天舟對比,來證明美國航天技術優于中國,如此做法也并不合理,只能說兩者各有所長。
參考資料:
新華網:《可重復使用航天器是何神器?》
京報網:《我國早期研制航天飛機的呼聲最大,為何最后走了載人飛船的路子?》
觀察者網:《中美結果大不同 商業航天不是包治百病的藥》
北青網:《政知丨天舟為何“有去無回”?》
光明網:《淺談可重復使用航天器》
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