士 元
目前,在人類已研制出的兩種天地往返運輸器中,俄羅斯占據了宇宙飛船的主導地位,而美國則在航天飛機方面獨占鰲頭。不過,處于安全和費用上的考慮,美國現又回過頭來研制“獵戶座”飛船(CEV:The Crew Exploration Vehicle,又叫乘員探索飛行器)。俄羅斯為了保住自己在飛船上的優(yōu)勢,正加緊開發(fā)新一代載人飛船“陜船”號(Kliper),以期在世界載人航天舞臺上唱主角。
無柄熨斗
“快船”號的外形很像一個尖頭的無柄熨斗,飛行時平底朝下。它的起飛重量達14.5噸。返回艙質量為9.8噸,長度10米,直徑(最大處)為3.06米。其艙內體積20立方米,比現有最先進的“聯盟TMA”運載量大1倍。它最多能夠載6人,能攜帶500~700千克的貨物?!翱齑碧柕娜剂蟽浯蟠蟪^“聯盟”號(Soyoz)飛船。
“快船”號由可重復使用的返回艙和一次使用的軌道艙(生活艙)、服務艙(設備艙)組成。最貴重的裝備和多次使用的電子設備都集中在返回艙內。軌道艙中包括對接硬件設備、臥榻、衛(wèi)生間及其他生命保障系統(tǒng)。圓環(huán)形的服務艙環(huán)繞在軌道艙之外,裝有飛船軌道發(fā)動機裝置各單元:主發(fā)動機、停靠和定向發(fā)動機、燃料箱以及用于熱控系統(tǒng)的設備。艙外裝有太陽電池、溫度調節(jié)器以及運動和導航控制系統(tǒng)用的傳感器。與“聯盟”號飛船不同的是,“快船”號飛船將軌道艙與服務艙結合在一起。這減輕了飛船的總體質量,簡化了降落傘系統(tǒng)和著陸裝置。當返回艙返回地球時,它與軌道艙一服務艙聯合體分離一次即可,所以更安全。
技高一籌
“快船”號具有一系列新特點,其前景十分廣闊。首先它很有可能是世界上第一種可部分重復使用的飛船。其返回艙能重復使用25次左右,工作期限為10年。雖然每次飛行前,其頭部的保護層、降落傘、著陸裝置都要更換。但已大大降低了天地往返的運輸費用。它還易于改裝,不僅能夠往來于空間站,還可以登陸月球、火星等其他地外星球,具有多種用途。因此,它將成為美國“獵戶座”的有力挑戰(zhàn)者。
“快船”號能夠自動飛行長達10~15天。一旦國際空間站遇到緊急情況,“快船”號能迅速將航天員撤回地球。當飛船作為空間站組成部分用來救生時,其飛行的時間可達1年之久。它還裝有一個先進的應急逃逸系統(tǒng),可使飛船及其乘員在發(fā)射的任意階段與出現故障的火箭分離。
“快船”號有飛船型和飛機型兩種返回著陸方案。飛船型又稱降落傘減速方式或升力式。它可在任何地面著陸,必要時還能在海上降落。飛船的控制系統(tǒng)可將返回艙的實際著陸點控制在距離預計著陸點1千米范圍之內。飛機型又稱有翼著陸方式或滑翔式,能在普通跑道上進行軟著陸。這種新的設計方案能使“快船”號任意選擇返回的飛行軌道以及在常規(guī)的跑道上降落。
也有報道說,“快船”號在設計上還實現了一個突破,就是全程自動駕駛,不需要航天員進行任何控制。
繼承與創(chuàng)新
飛機型“快船”號將綜合“聯盟”號系列艙式載人飛船和前蘇聯“暴風雪”號(Buran)翼式航天飛機的最佳特性。其返回艙具有折疊式艙翼。在飛船準備降落進入地球大氣層時,返回艙的艙翼將展開。使飛船像“暴風雪”號航天飛機一樣著陸。“快船”號還繼承了“暴風雪”號航天飛機的防熱技術和導航系統(tǒng)。這種導航系統(tǒng)可以使“快船”號按照地面預定的位置精確降落,可以降落在一般的大型飛機場。與“聯盟”號相比,“快船”號還更輕、更具舒適性。因此,“快船”號將使今后的航天載人飛行更加安全可靠。
在“快船”號方案的提出之前,前蘇聯的“暴風雪”號航天飛機雖然先進,但因成本高昂而沒有起到應有的作用。因此俄羅斯認為新一代載人航天工具必須拋棄好高騖遠的設計理念,具有更加務實的功能和作用。此舉不僅能使載人航天飛行的成本大大下降,對航天員的載荷要求以及身體條件的要求也有所降低?!翱齑碧柨捎蓛擅麑I(yè)的航天員駕駛,其中一名負責軌道飛行操作,另一名負責著陸,還可以搭載4名科學家或是太空游客。
此外,“快船”號還是太空旅游的理想工具。它能夠為太空旅客提供安全舒適的服務,而且可以便宜地飛行10天?!翱齑碧柕牟倏v相對簡單。如果一個人會駕駛飛機,那么就會駕駛“快船”號。這樣,未來的航天游客將不是10人,而是數百人。俄羅斯準備把國際空間站作為一個航天港,最終可能會產生一個如航空公司一樣的產業(yè),將來可以把“快船”號這一太空交通工具像空中客車和波音飛機那樣出售給其他國家。俄羅斯政府還計劃向火星發(fā)射一艘基于“快船”號的載人飛船。
目前設計中的“快船”號的主要目的就是為國際空間站服務。將來,“快船”號飛往月球也不是難事,但如想飛往火星則要進行較大的改進。預計,2011年,“快船”號有望第一次升空。
鍵接
前蘇聯的“暴風雪”號航天飛機與普通大型客機相差無幾,外形同美國航天飛機相仿。其機翼呈三角形,機長36米,高16米,翼展24米,機身直徑5.6米,起飛重量105噸,返回后著陸重量為82噸。它有一個長18.3米、直徑4.7米的大型貨艙,能把30噸貨物送上近地軌道,將20噸貨物運回地面。其頭部有容積70立方米的乘員座艙,可乘10人,設計飛行壽命100次?!氨╋L雪”號航天飛機終未投入使用。
“聯盟”號是前蘇聯研制的第3代載人飛船的名字。“聯盟T”,是“聯盟”號的直接升級物和替代品,“聯盟TM”相對“聯盟T”進行了更多的改進,是俄羅斯航天部門現在擁有的惟一一種可載人航天器,也是可向國際空間站輸送宇航員的僅有的兩種工具之一(另一個是美國的航天飛機),它還是國際空間站的主要救生飛船。