天舟二号昨晚成功升空,国际空间站货运飞船谁才是执牛耳者?

作者: 庞之浩

来源: 赛先生

发布日期: 2021-05-30 19:54:53

天舟二号货运飞船成功升空并与天和号核心舱对接,标志着中国国际空间站建设进入新阶段。国际空间货运飞船发展已有40多年历史,俄罗斯、欧洲、日本和美国等国家和地区均拥有成熟的货运飞船技术,如进步号、自动转移飞行器、H-2转移飞行器、货运龙和天鹅座等。这些飞船在运载能力、用途和技术上各有特点,为空间站的运营提供了重要支持。

天舟二号货运飞船载着6.8吨的物资升空,成功与天和号核心舱对接。中国国际空间站建设日趋完善,基本上能够在本年内完成,空间站建成后,届时会实施常规的载人航空任务。近日,中国载人航天工程办公室主任郝淳透露了一个重要的信息,5、6月会实施天舟二号以及神州十二号载人飞船任务,9、10月将分别实施天舟三号和神州十三号载人飞船任务。中国空间站将在两年内建成。

事实上,国际空间货运飞船发展至今已有40多年,前苏联、欧盟、日本以及美国都有非常成熟的技术以及辉煌的过往。随着载人航天活动的不断发展,货运飞船在载人航天领域的用途也日益广泛。因此,俄罗斯、欧洲、日本和美国先后研制了“进步”、自动转移飞行器、H-2转移飞行器,以及商用“货运龙”和“天鹅座”货运飞船。至今,全世界已发射过约180多艘货运飞船。货运飞船是从载人飞船演变过来的。

在20世纪70年代,苏联和美国开始发展体积大、寿命长、用途广的空间站。刚开始时,苏美两国都是用人货混装的载人飞船为空间站提供少量补给,每艘载人飞船1次只能为空间站运去几百千克的物资,因而大大影响了空间站的运行寿命和站上航天员在轨工作时间。

随着苏联空间站的不断发展,对运货量的要求也日益增加,于是苏联航天专家奇思妙想,从1978年开始把联盟号载人飞船改装成无人货运飞船,即去掉了联盟号飞船上的座椅、环境控制与生命保障、返回着陆和应急救生等与载人有关的系统,以便运送更多的货物。实践证明,这种人货分开的运输方式,既能增加货物的运载量,又能降低成本,还很安全,可以说是苏联的一个创新。

改装后的货运飞船称为进步号,每次飞行可为空间站送去2吨多物资。现在,俄罗斯每年向“国际空间站”发射4艘货运飞船,它们不仅为“国际空间站”运去货物,还带回大量的空间站垃圾,然后在再入大气层时烧毁。其实,货运飞船还有许多其他用途。

例如,由于空间站是在低地球轨道运行,会受到残存大气阻力的影响而逐渐降低轨道高度,所以在空间站轨道高度降低到一定情况下要提升它的轨道高度才行,而携带较多燃料的货运飞船在空间站的轨道维持方面能发挥重要作用。欧洲的货运飞船叫自动转移飞行器,运货能力可达7吨,是迄今运载能力最大的货运飞船,从2008年起到2014年共发射了5个,现已退役。

从2009年起至今,日本先后向“国际空间站”发射了8个名叫H-2转移飞行器的货运飞船。这种飞船的货物运载能力约为6吨,最大特点是可运送体积较大的设备。与上述由政府投资研制的民用货运飞船不同,美国有2种私营公司投研制了2种商用货运飞船,一种是美国SpaceX研制的“货运龙”飞船,另一种是美国轨道科学公司研制的“天鹅座”飞船。

这种商业轨道运输服务项目的最大特点是:由美国航空航天局选定的私营商业公司自行投资,研制用于“国际空间站”天地往返运输的飞船和火箭,然后美国航空航天局以“打的”的模式租用飞船,把货物运往“国际空间站内”,从而降低天地往返运输的费用。

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