美国新飞船花25天绕月返回,我国的新一代载人飞船全方位比它强!

猎户座溅落

经过25天半的飞行,执行美国重返月球阿尔忒弥斯1号任务的猎户座飞船,于北京时间12月12日01:40溅落在西太平洋加利福尼亚海岸附近的洋面上。飞船采用“打水漂”方式再入,成功实现了较为精准的返回落点。落海后,NASA按计划对飞船进行了2小时的海水浸泡,测试防渗透效果,随后由美海军舰艇“波特兰号”将其打捞上船,完成回收作业。


捞上船了

鸽了超过5年时间,老美终于完成了重返月球的第一步——无人绕月飞行,其新一代载人登月飞船猎户座,初步经受住了考验。我国新一代载人飞船的首次无人绕月飞行,已定在2026年,兔子向来说到做到,参考现在C5G的研发进度和新飞船的测试情况,这个时间只会提前,不会推迟。有一说一,咱们的新一代载人登月飞船,就目前已披露的信息,是全方位领先猎户座的,至少在以下6个方面:

我国新一代载人飞船

定位

我国新一代载人飞船是载人登月先导任务,主要服务载人月球探测任务,同时还可以兼顾近地轨道空间站天地往返业务 ,送人和运货都可以。为此,飞船有14吨和20吨两种构型,前者是近地轨道构型,后者是深空轨道构型,二者共用同一返回舱,深空任务需要更多燃料、电力等消耗资源,所以推进舱更重。若在此基础加上落月和上升段,就是一艘功能完备的载人登月飞船。

新一代载人飞船效果图

反观猎户座,只有深空版,没有近地载人运货的功能,也只能用作往返程,没有升级成登月飞船的设置。功能单一,造价还贵,9亿美金,在老马家载人龙和波音的星际线面前,作为近地载人飞船没有任何优势。一句话,功能性比不上咱们。

老美现役三款载人飞船与阿波罗的对比图

设计理念

我国新一代载人飞船总设计师张柏楠曾在采访中明确表态:

“我们力争与国际(老美)同步推出新一代载人飞船,技术水平达到国际(老美)先进甚至领先。”

换而言之,咱们新一代载人飞船就是直接对标猎户座的。与神舟飞船相比,从三舱布局结构到两舱,最大载员数从3人提高到7人,在实现全球现役飞船最大内部居住空间的同时,还应用了新型大底防热涂层、群伞+气囊缓冲无损着陆、世界最大推力单组元无毒无污染发动机等一系列具有世界领先水平的技术,具有跨代式进步。

新一代载人飞船真空测试

反观猎户座,光看外形就知道,采用的是与上世纪60年代开发的阿波罗飞船相近的设计理念。尽管它是老美新一代的载人飞船,但不少业内人士均认为,猎户座深受早期阿波罗的设计思路影响,说白了,就是阿波罗飞船的加大版。

猎户座就是阿波罗加大版

返回舱容积

除去逃逸模块的情况下,猎户座飞船本体重约23吨,而咱们新一代载人飞船重约21吨。猎户座最大载员6人,咱们的可达到7人。猎户座的返回舱在轨质量为8.5吨,返回舱着陆时质量为6.1吨,与咱们的比,前后质量差相差了1.4吨。质量大了,内部空间容积是不是也相应的要大一些?不。猎户座返回舱内部的空间容积为9立方米,而咱们的有13立方米!兔子这是开挂了吗?

宽敞的内部空间

返回舱内部的空间容积,极大程度取决于轻质化水平的高低,而要做到又轻又安全,关键是要掌握更优异的隔热技术。咱们新一代飞船返回舱的隔热大底,防热材料层的厚度仅需3-4毫米,猎户座则需要1厘米以上。为此,咱们在设计飞船舱壁倾斜角度时,可以做到更大,而猎户座目前采用的是阿波罗隔热大底的改进版,依旧沿用其气动外形,保守采用了更小角度的舱壁设计,直接导致内部空间的缩水。4个立方的差距,对于飞船来说是巨大的,咱们的除了人坐里面更舒适,还能装载更多的货物。

猎户座返回舱

防热材料

咱们嫦娥5号返回器,大底用的轻质C-Si-O蜂窝增强防热材料,在相同密度下,可以承受更严酷的烧蚀环境,而且大底成型采用一次性整体加注,正常室温凝固成型完事了,周期仅为8天。而咱们的新一代载人船返回舱,则应用了比嫦5还要领先一代的碳基轻质微烧蚀防热材料,材料用量更少的同时,防热性能还更高,而且同样采用的一次性整体加注。

自信点,把“应该”去掉

反观猎户座,其返回舱隔热大底采用的是改进自阿波罗指令舱的Avcoat5026烧蚀型材料,密度0.5g/cm,防热大底的成型工艺需要人工一个个蜂窝格子来加注,成型周期长达半年。一句话,这大底,还在吃50年前的老本。兔子新一代载人飞船的防热材料设计,早已经超过猎户座了。

猎户座返回舱大底的蜂窝格子

返回舱燃料

咱们新一代载人飞船返回舱姿控动力采用了HAN基无毒单组元400牛发动机,这是国际上首次针对飞船返回舱姿控动力无毒化而研制的发动机,也是目前全世界最大推力的无毒单组元发动机。HAN指的是环保燃料硝酸羟胺,既有肼类燃料便宜、稳定、易存储的特点,而且还具有无毒、无污染、高密度、低冰点的特性,同样大的贮箱,可以装更多的燃料,比冲还比肼类燃料高,简直完美。所谓单组元,即燃料本身既可以当燃料,也可以充当氧化剂,实现更充分燃烧。至于点火用催化剂易失效的问题,咱们已经成功解决了,这里就不详述了。

全世界最大推力的无毒单组元发动机

反观猎户座,用的还是阿波罗时代的毒燃料。返回舱带有一个大推力肼基推进反应控制系统,由12个推进器组成,用于控制飞行器在返回之前和期间的三轴姿态。新型HAN燃料体现了绿色环保理念,无毒空间发动机技术创新和综合效能提升,是未来发展趋势,咱们已经走在了前头,而老美的猎户座还在走老路。

猎户座继续沿用阿波罗的毒燃料

着陆方式

咱们新一代载人飞船采用的是群伞+气囊缓冲无损着陆,是全球现役和在研飞船中,首次采用的着陆方式,并已于2020年成功做过一次测试,表现优异。相较于神舟飞船,由单伞变成群伞,由气囊缓冲落地取替反推器落地方式,是质的飞跃,而且在保证乘员安全性的前提下,气囊缓冲会在一定程度上减少颠簸感,让着陆过程变得更舒适。

群伞

气囊缓冲

反观猎户座,返回舱还是采用源自水星时代的海上溅落方式。虽说着陆和落海,是目前适用于两国的最佳回收方式,孰优孰劣,不好比较,但作为新一代载人飞船,可复用的功能是必须具备的,猎户座是掉海里的,海水的浸泡,或多或少都会对飞船的电子设备造成一定影响,就算不用更换元器件,检修的时间肯定要比陆上回收的要长。

猎户座返回舱溅落测试

写在最后

客观来讲,老美现在在载人登月上,确实是领先了咱们4年时间,但以它害怕被兔子追上,越赶工越出错的尿性(参照送猎户座上天的250亿美金SLS),2024年的首次载人绕月,大概率会鸽,而兔子呢,只要一步一个脚印,按照自己的节奏就能缩短差距了。期待咱们登月火箭和新飞船的好消息接踵而来!

C5G和新一代载人飞船(无整流罩版)

(本文所有图片均来自网络)

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页面更新:2024-04-25

标签:新一代   飞船   阿波罗   防热   构型   猎户座   推力   气囊   美国   燃料   返回舱   我国

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