北京時間2025年6月17日中午,中國在酒泉衛星發射中心成功組織實施“夢舟”載人飛船零高度逃逸飛行試驗,標志著中國載人月球探測工程研制工作取得新的重要突破。
12:30,“夢舟”載人飛船逃逸發動機成功點火,船塔組合體在固體發動機推動下騰空而起,約20秒后達到預定高度,返回艙與逃逸塔分離,隨即降落傘展開。12:32,返回艙通過傘降輔助和氣囊緩沖方式安全著陸于試驗落區預定區域。
零高度逃逸飛行試驗對“夢舟”載人飛船逃逸救生分系統及相關大系統進行了綜合考核,同時驗證了逃逸時序、逃逸分離、逃逸彈道閉環控制等設計的正確性及匹配性,獲取了逃逸實飛參數。
載人登月的核心航天器
“夢舟”載人飛船是我國面向載人空間站工程應用與發展階段、載人月球探測工程等載人航天任務完全自主研發的新一代載人天地往返運輸飛行器,為部分可重復使用載人飛船,返回艙支持多次重復使用。該飛船分為近地版和深空版,外觀上二者最大區別在于服務艙,后者配備了質量更大的服務艙。“夢舟”采用串聯雙艙構型,發射狀態由下至上依次是服務艙和返回艙,其中近地版質量14 噸,深空版26噸。
“夢舟”載人飛船示意圖
“夢舟”載人飛船采用模塊化設計,近地版可搭載7人,深空版可搭載3人,整船性能達到國際先進水平(世界一流)。目前,“夢舟”載人飛船處于試樣研制階段。
在中國載人月球探測工程中,“夢舟”深空載人飛船將負責搭載航天員從地面到近月軌道的天地往返,是實現載人登月的核心航天器。
運力強大的配套火箭
“夢舟”載人飛船由同樣在研的“長征十號”系列運載火箭配套發射,其中深空版由“長征十號”發射,近地版則由“長征十號甲”發射。
“長征十號”系列運載火箭2個型號4種構型示意圖
“長征十號”為大型低溫液體運載火箭,采用三級半構型,芯一級、芯二級和芯三級串聯,芯一級兩側捆綁兩枚芯一級模塊助推器實現三芯并聯。根據用途該箭分為載人和載貨兩種構型,前者無整流罩、配備逃逸塔,后者配備整流罩。該箭總長92.5米,所有級段直徑均為5米,起飛質量約2189噸,起飛推力約2678噸,地月轉移軌道(TLI)運載能力不小于27噸。
“長征十號甲”為大型低溫液體運載火箭,采用兩級串聯構型,由“長征十號”去掉芯三級和助推器并做適應性改進而來,一級可實現多次回收復用。同樣,根據用途該箭分為載人和載貨兩種構型,前者無整流罩、配備逃逸塔,后者配備整流罩。全箭長度約67.4米(載人構型)/66.4米(載貨構型),起飛質量約740噸,起飛推力約892噸,近地軌道(LEO)運力大于18噸,回收狀態下近地軌道(LEO)運力不小于14.2噸。
新型逃逸系統
在“神舟”載人飛船與“長征二號F”運載火箭組合中,采用“火箭負責逃逸、飛船負責救生”的模式,而到了“夢舟”載人飛船與“長征十號”運載火箭組合,載人飛船系統全面負責逃逸與救生兩項任務。
“神舟”飛船逃逸系統屬于運載火箭系統,其動力裝置由4個型號10臺發動機組成,逃逸主發動機、分離發動機、偏航俯仰發動機共6臺,高空逃逸發動機4臺。而“夢舟”飛船逃逸固體動力系統屬于載人飛船逃逸與應急救生分系統,由三型3臺固體發動機組成,分別為逃逸主發動機、分離發動機和姿控發動機。
相較于“神舟”飛船逃逸系統,“夢舟”飛船逃逸系統采用了新型逃逸發動機,功能、性能實現了大幅提升。逃逸主發動機采用雙級推力,一級大推力可使航天員迅速脫離危險區,二級小推力可降低航天員承受的過載,以保障航天員的體驗感和舒適度。
逃逸分離發動機采用大尺寸斜置斜切噴管、軸向側向推力一體化設計,將原有的分離發動機和控制發動機功能合二為一,有效降低了火箭正常上升以及逃逸塔逃逸飛行時的氣動阻力,提升了逃逸塔分離可靠性。在正常飛行工況時,僅需分離發動機工作,單機即可實現分離和側推兩種功能。
逃逸固體發動機及軌控發動機熱試車試驗
逃逸姿控發動機是我國首型固體姿態控制、連續推力可調、固體姿態連續調節控制的大型全方位、變推力固體發動機,具有高可靠、高精度、快響應特點,使飛船具備全方位逃逸能力和落點精確控制能力,顯著提升了逃逸飛行器控制品質和航天舒適性。同時,逃逸姿態控制發動機應用了新型潔凈推進劑,不僅發動機燃燒性能和可靠性更高,而且更加綠色環保。
可保發射全程安全逃逸
“載人航天,人命關天”,逃逸系統是運載火箭和載人飛船組合體的關鍵系統之一,承擔危急時刻挽救航天員生命的關鍵職能。
根據設計,中國“夢舟”載人飛船逃逸系統設計可實現發射全程安全逃逸,采用了“大氣層內逃逸塔逃逸+大氣層外整船逃逸”方案,即火箭待發段至上升段逃逸塔分離前均由逃逸塔承擔飛船逃逸工作,逃逸塔分離后至入軌前則由飛船自身承擔逃逸工作。
本次零高度逃逸飛行試驗對應的就是待發段航天員應急逃逸需求。在發射前15分鐘,航天員已經登船,艙門關閉,發射任務準備工作處于最后階段。此時,如果出現火箭發生爆炸或嚴重故障等緊急情況,逃逸塔可以迅速將搭載航天員的返回艙帶離危險區,通過傘降輔助和氣囊緩沖著陸在發射場附近的安全區。
1998年中國開展了“神舟”載人飛船零高度逃逸飛行試驗,時隔27年我國再度組織實施此項試驗。今年內,中國還將組織實施“夢舟”飛船最大動壓逃逸飛行試驗。目前,執行載人月球探測任務的“長征十號”運載火箭、“攬月”月面著陸器等航天器研制工作正在穩步推進,后續也將按計劃組織實施相關試驗。
作者:木蘭星舟
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