三舱变两舱、可重复使用……新一代载人飞船来了

云心自在

天地往返运输飞行器家族将再添新成员！5 月 5 日 18 时，新一代载人飞船 " 试验船 "，已先行一步进入太空，开展高速再入返回、控制、回收等关键技术试验验证。这次飞行试验的成功，也可实现我国载人天地往返运输技术由跟跑到并跑的跨越，为我国载人登月飞船奠定坚实基础，开启我国载人航天工程的新篇章。
当前为何要研发新飞船？
提起我国的载人飞船，耳熟能详的莫过于神舟飞船了。自 1992 年立项研制以来，神舟飞船已经成功完成了 15 次飞行试验，先后将 11 名航天员顺利送入太空并安全返回。
既然有了成熟的神舟飞船，为何需要新一代载人飞船呢？专家表示，当中国航天人将目光投向月球和更遥远的深空后，神舟飞船和天舟货运飞船这两款载人航天器，已经无法满足更宏大的梦想。
相比神舟飞船，新一代载人飞船不仅近可送航天员往返离地球近 400 公里的中国空间站，还能完成 38 万公里外的载人登月甚至去更远的星球探险；相比天舟飞船，能够从近地空间站下行运输货物，有着二者兼具的 " 载人 + 载物 " 的强大本领。新一代载人飞船将丰富天地往返运输工具的选择，可以根据任务需求个性化选择。同时，有着重复使用的优点，可以降低成本，大大提高我国载人天地往返运输能力。


从外形看，新一代载人飞船身高近 9 米，最胖的 " 腰围 " 约 4.5 米，体重超过 20 吨。相比神舟飞船的钟型，新一代载人飞船采用了倒锥型设计，可以在以第二宇宙速度高速返回时依靠空气阻力减速，更加平稳、精准落地。跟 " 三座 " 的神舟飞船相比，新一代飞船在执行近地轨道任务时可以一次运送 6-7 名航天员，是神舟飞船承载能力的一倍。
三舱变两舱为何更舒适？
跟神舟飞船推进舱、轨道舱、返回舱三舱结构不同，新一代载人飞船由两舱构成：返回舱，是整船的指令中心，也是航天员生活居住的地方；服务舱提供动力和能源。
新一代载人飞船能够为航天员提供更舒适的环境。据中国航天科技集团专家透露，以前航天员的生活工作需要在两个较小的舱之间往返，而新一代载人飞船的返回舱密封舱空间更大，未来里面可以根据任务需求做 " 隔间 "，打造工作区、娱乐区、餐饮区以及卫生区：配置生活娱乐大屏，让航天员太空旅行变得更加丰富多彩；配置穿戴式显示仪表，航天员可以时刻了解健康状况。
值得一提的是，返回舱穿了两件 " 衣服 "，" 内衣 " 用新型金属材料做成，相当于 " 墙壁 "，围出了航天员的 " 驾驶室 "，容积大、密封性好、舱内视野遮挡少。" 外衣 " 是耐烧蚀的新型轻质防热材料打造而成，在重量比神舟飞船降低超过 30% 的基础上，防热效率是神舟飞船的 3 倍，不仅守护返回舱安全，而且首次采用的可拆卸更换设计，将有效提高可重复使用率。
为了实现多功能使用，航天设计师们还像 " 搭积木 " 一样，通过使用相同返回舱，配置不同的服务舱模块，让新一代载人飞船不仅可以执行近地空间站任务，在返回舱不变的情况下，更换动力更强劲的服务舱后，还能执行月球甚至更远的深空探测任务。
安全返回如何更有保障？
不光整船可以模块化，返回舱也实行模块化设计。根据任务需求，可从 " 太空巴士 " 变为 " 太空货车 "。载人运输时配置环控生保、座椅、仪表、手控操作等设备；载货运输时就配置货架、货包。既能轻松地把航天员送到空间站，也可以给空间站运送大量的补给物资，或者把航天工程师们在空间站所做的试验样品带回地球。
据透露，新一代载人飞船试验船顺利进入预定轨道后，将在 2 天内进行 7 次自主轨道控制，抬升至远地点 8000 公里左右的大椭圆轨道。在返回阶段，试验船的群伞气动减速和气囊着陆缓冲技术提供最后的安全保障。试验船带着 2 具减速伞和 3 具主伞，在返回舱进入大气层，到达指定高度后，它们依次打开，成功将返回舱的速度从 " 飞机飞行速度 " 降为 " 汽车市区行驶速度 "；落地之前，6 个气囊充气打开，帮助舱体平稳 " 软着陆 "，最大程度保证返回舱的安全、完整回收。


设计师们还为试验船量身定制在轨数据获取系统，将为未来研制提供科学支撑。任务期间，这个系统通过测量返回舱大底和侧壁表面特征点的压力和温度，获取返回舱高速再入过程的气动力和热特性参数；通过多种传感器网络，获取船箭分离冲击载荷，以及运载发射、在轨飞行和返回着陆过程的载荷环境。而这些宝贵数据都保存在试验船的 " 黑匣子 " 中，为后继型号研制优化提供重要参考。
栏目主编：刘锟 本文作者：刘锟 文字编辑：刘锟 题图来源：上海航天
内文图：中国航天科技集团