专家解析后航天飞机时代俄美航天战略


 
卫星式宇宙飞船数字化
 
苏联/俄罗斯的卫星式宇宙飞船,可谓技高一筹,至今已相继发展了“东方号”、“上升号”、“联盟号”三代飞船。其中,1967年开始使用的“联盟号”采用3舱式构型,而此前“东方号”和“上升号”为2舱式构型。3舱式构型扩大了航天员工作与生活的空间,而且还能与空间站对接,为空间站接送航天员和物资。1979年、1986年、2002年,苏联/俄罗斯将“联盟号”先后改制成“联盟T”、“联盟TM”、“联盟TMA”飞船,进一步提高其性能。
 
2010年10月8日,俄罗斯发射第一艘新改型的“联盟TMA-M”,它是俄罗斯第一艘数字化宇宙飞船,载有CC-101新型计算机,改进了制导、导航与控制单元以及船载测量系统,扩展了功能,减少了船载系统的质量,增加了有效载荷运载能力。
 
苏联/俄罗斯的另一项创新,是率先研制、发射“进步号”系列载货飞船,将载人与载货分离,既经济又安全。“进步号”系列货运飞船先后多次改型,有“进步号”、“进步M”、“进步M1”和“进步M-M”,其中2010年开始使用的“进步M-M”是新型货运飞船,配有运行速度更快的先进数字化控制系统,质量更轻,与空间站对接更准确,每艘货运飞船可为国际空间站送去总重约2.5吨的食品、水、燃料和科研设备。
 
新一代载人飞船往复飞行可达月球
 
从2009年起,俄罗斯开始研制新一代载人飞船,暂定名“罗斯号”,简称“未来载人运输系统”(PPTS),计划2018年开始使用。与目前一次性使用飞船不同,“罗斯号”将能重复使用多达10次,以降低天地往返的运输成本;此外,目前飞船最多可载3人,而“罗斯号”最多可载6人;“罗斯号”还有多种用途,可飞往空间站和月球。
 
在空间站领域,苏联/俄罗斯亦是独领风骚,先后独自研制、发射了3代空间站。20世纪70年代上天的苏联“礼炮”1号~5号,是第一代空间站(试验性空间站)。其主要特征是,空间站均只有1个对接口,因而只能接纳一艘客货两用飞船。1977年9月29日、1982年4月19日入轨的“礼炮”6号、7号是第二代空间站(实用性空间站)。其主要特点是,均有2个对接口,即可同时接纳两艘飞船,从而将载人与运货分开,延长了空间站寿命和航天员在轨时间。第三代空间站(长久性空间站)是1986年2月20日开始建造的“和平号”。它采用积木式构型,最大特点是像搭积木一样,对接5个专用实验舱,是世界第一个多舱式空间站,大大扩展了航天员的活动空间,具有功能强、寿命长、使用范围广等优点,然而其供电严重不足、姿控系统设计有问题、工作效率不高。
 
俄罗斯是定于2011年5月建成的“国际空间站”的主要参与者。这是第四代空间站,由16个国家联合建造,是一个集积木式和桁架挂舱式构型于一体的“混血儿”。其优点是:灵活性更强,设备拆卸、修理和更换都很方便;采用集中供电和使用统一的控制系统,可大大提高空间站的工作效率;桁架间的宽阔空间使多种观测仪器的安装和太阳电池板的增设变得容易;充分利用成熟技术,减少建造难度、费用和风险。俄罗斯为“国际空间站”提供了多个重要舱段和相关经验以及用“联盟”、“进步”系列飞船进行了大量天地往返运输。它将运行到2020年。此后,俄罗斯将有可能独自发射新型空间站,因其认为空间站有极其广泛的用途。
 
按计划,俄罗斯将在2037年进行载人火星探测。
 
“现在看来,俄罗斯的载人航天计划尚有一定的不确定性,美国未来载人航天仍步履维艰。然而,航天飞机的集体谢幕,必将开启人类太空探索新阶段。”这是黄志澄、庞之浩乃至更多航天科技专家的共识。


作者:朱广清
来源:科学时报





上一篇 下一篇