长征七号7位神秘乘客身份曝光 完成异面轨道星座部署

就在20个小时前,长征七号在海南文昌航天发射场点火升空,鲜为人知的是,几位神秘的“乘客”也随之进入太空,这其中就包括多用途飞船缩比返回舱——一个看似貌不惊人,却是为验证我国下一代载人飞船相关技术,为登月、去火星做准备的“小家伙”。

        从太空奔波万里归来的“深空方舟”——多用途飞船缩比返回舱,虽在下降过程中历经磨炼,外表保护层与大气层摩擦生热,皮肤变得黢黑,可体型依旧健硕,2米多高的小个头,安稳地躺在中国西北的沙漠戈壁上,写下了中国载人航天工程又一个新的注脚。

  6月26日傍晚,多用途飞船缩比返回舱安全“回家”,这标志着我国新一代中型运载火箭长征七号首飞任务既定目标全部实现。

  就在20个小时前,长征七号在海南文昌航天发射场点火升空,鲜为人知的是,几位神秘的“乘客”也随之进入太空,这其中就包括多用途飞船缩比返回舱——一个看似貌不惊人,却是为验证我国下一代载人飞船相关技术,为登月、去火星做准备的“小家伙”。

  在海南文昌发射场,中国青年报·中青在线记者采访相关专家,试着去揭开这些首飞乘客的神秘面纱,以及他们对未来中国航天的影响。
                             长征七号7位神秘乘客身份曝光 完成异面轨道星座部署

  7位“神秘乘客”身份曝光

  在6月25日晚长征七号运载火箭首飞任务新闻发布会上,载人航天工程办公室(以下称载人办)副主任武平说,为充分发挥长征七号运载火箭首飞的综合效益,综合统筹有关需求,载人办组织安排了远征一号甲上面级、多用途飞船缩比返回舱、遨龙一号空间碎片主动清理飞行器、天鸽飞行器(2个)、在轨加注实验装置和翱翔之星立方星等6项7个载荷。

  这是权威机构第一次披露7位“神秘乘客”的身份。

  第一位乘客是远征一号甲上面级,其本身也是一种航天器,具有独立自主飞行、多次启动、长时间在轨等特点,由长征七号运载火箭发射进入地球轨道后,能将其他有效载荷从某一轨道送入其他轨道或空间位置。

  航天科技集团运载火箭技术研究院长征七号运载火箭总指挥王小军说,远征一号甲的主要任务是验证多次启动、长时间在轨飞行等技术,并作为其他载荷的搭载平台,按程序将遨龙一号、翱翔之星、天鸽飞行器分别“摆渡”到不同的预定轨道,开展相关在轨试验。

  第二位是多用途飞船缩比返回舱,采用返回舱加过渡段的两舱构型,外形为全新的倒锥形。其试验的主要任务是获取返回舱飞行的气动力和气动热数据,验证可拆卸防热结构设计,为后续新型载人飞船的论证设计和关键技术攻关奠定基础。

  接着是两位“双胞胎”乘客——天鸽飞行器。

  武平说,此次搭载2个天鸽飞行器,将开展在轨信息中继技术试验,也可以作为信息中转站,进行天地信息传输。

  最后两位乘客是在轨加注实验装置和翱翔之星立方星。前者用类似于“空中加油机”,用于在空间轨道上为卫星、空间站等航天器进行气、液补给,延长航天器的工作寿命。武平说,在轨加注实验装置与远征一号甲上面级不分离,试验任务结束后再入大气层烧毁。

  后者则采用标准立方星理念设计,由西北工业大学在校研究生及青年教师参与研制,质量33千克,在轨工作寿命1年。

  武平说,翱翔之星立方星将开展地球重力场测量、空间抗辐射实验以及自然偏振光导航技术验证等一系列创新实验。

  最受瞩目的“乘客”:为登月去火星做技术准备

  最受瞩目的乘客当属未来载人“深空方舟”——多用途飞船缩比返回舱。之所以称之为“缩比”返回舱,是因为这是一艘正式型返回舱的MINI缩小版,身高有2.6米,重约2.8吨。不同于它的神舟飞船先辈们的“钟罩式”外形,它呈倒锥形,像一颗“子弹”。

  航天科技集团空间技术研究院多用途飞船缩比返回舱技术负责人杨雷告诉中国青年报·中青在线记者,未来的正式型返回舱可以把航天员从月球、火星或其他更遥远的太空,平稳舒适、更好更准地送回到预定的地球家园。此次缩比返回舱就是要为此做相关技术验证。

  目前来看,我国现有的神舟飞船主要为近地轨道任务而设计,如空间站等。杨雷说,以后如果要登月,或者去火星,将对飞船的能力提出更高要求,我们现在就要提前做一些技术准备。

  别看缩比返回舱身材不高,可身负重任,承担着我国首次在轨获取返回舱自由飞行气动数据,首次探索可重复使用设计、验证及评估技术,首次验证新型金属材料性能及制造技术等艰巨使命。

  杨雷说,这些新技术是实现多用途返回舱安全可靠的“命门所在”,虽然他们在地面会通过模拟仿真、实物检验、风洞试验等多种手段来验证,可都不如上天飞行试验准确。

  数据显示,美国、俄罗斯在载人航天任务中都发生过多起重大飞行事故导致航天员丧生,而我国载人飞行任务保持着成功率100%的骄人战绩,杨雷说,这正是源自工程参研、参试单位“反复验证”的工作理念和严慎细实的科学作风。

  据航天科技集团空间技术研究院相关科技人员透露,随着这些技术的验证成功,我国新一代多用途飞船将再添利器,整体性能将实现跃升,除了和神舟飞船相比,可以搭乘多一倍的航天员,还能到达更远的深空,满足未来载人登月、载人探火等任务。

  杨雷表示,这和美国正在研制的多用途乘员飞行器MPCV、“龙”飞船Dragon、乘员空间运输飞行器CST-100、俄罗斯未来载人运输系统PPTS等“业界大腕”相比,也毫不逊色。

  “升级版太空摆渡车”:完成异面轨道星座部署

  另一个备受瞩目的乘客,则是远征一号甲上面级,它是我国“太空摆渡车”家族的新成员,远征一号的升级版,故而被称作“升级版太空摆渡车”。

  “上面级”,作为航天运输系统的重要组成部分,是一种由基础级运载器发射进入地球轨道(或准地球轨道),能够进一步将有效载荷从地球轨道(或准地球轨道)送入预定工作轨道或预定空间位置的能够独立自主飞行的空间运载器,被誉为“太空摆渡车”的作用。

  2015年3月30日,我国首个“太空摆渡车”远征一号上面级圆满完成了其首次太空之旅,将其第一位“客人”北斗全球导航试验星完美地“摆渡”到远至几万公里的外太空,“太空摆渡车”家族的第一位成员诞生;之后于2015年7月25日,远征一号再次将“北斗”双星直接入轨发射送入目标轨道,开启了我国航天一箭多星直接入轨发射高轨卫星的新篇章。

  如今的远征一号甲上面级,将迎来“乘客”更多、任务适应性更好、性能更强的太空摆渡使命,被形象地称为“升级版太空摆渡车”。

  以任务适应性更好为例,王小军说,远征一号甲及组合体发射任务是我国目前飞行程序最复杂、飞行时间最长、变轨次数最多的发射任务,具有“高集成性、高复杂性、高显示度”的特点,可搭载的载荷结构形式各异,外廓尺寸从0.2米到2.8米、高度从0.3到2.3米,重量从18千克到2.8吨,接口需求复杂、目标轨道不同、分离时间不同,对满足不同任务具有良好的适应性。

  此外,其性能大幅提升,任务适应性、使用灵活性更高。王小军说,相比远征一号,远征一号甲上面级通过多项技术改进升级,性能大幅提升,其在轨飞行时间从6.5小时延长至48小时,主发动机由2次启动增加至9次启动,分离次数由1次增加至7次。

  如此以来,“太空摆渡车”的任务适应性和使用灵活性就大大提高了,实现了将多种载荷直接送入各自不同工作轨道的能力提升、具备了异面轨道星座部署能力。

  如同远征一号可以将多个“乘客”摆渡至相近的目的地,远征一号甲则拓展了摆渡车的服务功能,通过多次点火工作,适应更多复杂的路线,沿途将多个“乘客”摆渡至各自所需不同的目的地。

  王小军说,远征一号甲的成功首飞,标志着我国新一代多载荷多用途空间运输及空间试验平台的诞生,将为我国未来的月球、火星等深空探测任务,轨道转移、空间碎片清理等轨道服务,以及新材料、新技术空间试验验证奠定工程应用基础,对于我国空间运输与应用系统的发展具有里程碑的意义。

责任编辑:武计苹
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