中国可重复使用航天器,发射成功了技术含量绝对的世界第1流
4日下午,我国可重复使用试验航天器,胜利发射成功!
这种类似于“空天飞机”的航天器,将给我国航天事业带来质的飞跃!
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美国航天飞机
据《环球时报》社交媒体平台报道,4日我国成功发射可重复使用试验航天器。报道称,该媒体采访人员从有关部门获悉,我国于当天在酒泉卫星发射中心,利用长征2号F大推力运载火箭,成功发射了我国的一种可重复使用的试验航天器。
报道指出,试验航天器成功在轨运行之后,将稳定飞行一段时间,再返回位于我国内陆的预定着陆场地。这一航天器将按计划,开展多种可重复使用技术验证,为我国的和平利用太空事业做出重要贡献。
目前,可重复使用航天器,主要是指空天飞机,又或者航天飞机。世界上典型的该类别代表性航天器,包括美国航天飞机、美国X-37B空天飞机、SpaceX“龙”飞船等等,现在我国也迈入了这一领域。
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可重复使用的航天器,是在设计过程中考虑了多次重复使用,涵盖发射、入轨、返回大气层、降落回收的航天器。这与传统的航天器形成了鲜明的对比。
传统的航天器在使用结束后往往无法回收、再次使用,例如普通卫星等航天器在寿命到期后,将再入大气层燃毁。
美国航天飞机返回降落
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可重复使用的航天器,有的是借助气动力返航的飞行器,例如美国航天飞机和X-37B,它们像普通卫星一样通过运载火箭垂直发射升空,然后在返回的时候像飞机一样借助气动力实现减速、滑翔,最终安全的在跑道上平飞着陆。
准备垂直发射升空的X-37B
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有的可重复使用航天器,需要以可靠的受控方式脱离轨道和重返大气层。为此,航天飞机、SpaceX的“龙”号有着自己的返回发动机,用于脱离轨道。
X-37B
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【中国可重复使用航天器,发射成功了技术含量绝对的世界第1流】美国航天飞机这样的可重复使用航天器,需要在跑道上水平降落,像飞机一样返航、降落,有着很像飞机的机翼和起落架。这些要点通常约占用9-12%的航天器重量,这是航天飞机、空天飞机的缺陷之一,为了弥补这一重量,要么减少有效载荷,要么增加了航天器的整体重量尺寸。一般这类航天器使用大三角翼布局的飞机外形,使用运载火箭发射,然后在完成任务后, 减速、再入大气层、滑翔降落,实现重复使用。
而可重复使用的飞船,采用垂直降落方式,目前“龙”飞船用降落伞减速,降落在冲击较小的水面上。SpaceX公司的“龙”号是可重复使用的飞船目前唯一完成实际运载任务的成功案例。它的衍生品“载人龙”飞船,完成了载人飞行,也使用降落伞在海上降落。
“龙”飞船安全逃生火箭测试
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这些航天器的热保护系统(TPS)非常复杂,可以由多种材料制成,包括增强碳-碳和烧蚀材料。在历史上,这些材料首先在洲际弹道导弹发展。但是,可重复使用空间系统的要求与一次性再入飞行器的要求不同,特别是在隔热罩方面的要求。特别是可重复i使用航天器需要配备能够承受多次热循环、持久耐用安全的高效能隔热涂层,这是开发新的可重复使用航天器的一项关键要求。
传统的烧蚀防热罩是非常可靠的,但它们只能使用一次,而且很重。在航天飞机上使用的增强碳隔热瓦很脆弱,哥伦比亚号航天飞机的灾难证明了这一点。制造一种耐高温但轻便有效的隔热瓦,是可重复使用航天器一个挑战。
无论是美国航天飞机、X-37B还是“龙”飞船,在着陆后可能需要进行翻新,比如修复更换隔热瓦,为重复使用、进行下一次飞行做准备。这个过程可能很长很昂贵,在航天飞机的例子里,需要长达一年的时间,使得重复使用实际上变得意义不大。
然而,最新一代的可重复使用航天器,已经把两次任务的间隔显著缩短,X-37B空天飞机和“龙”飞船都证明了这一点,因此这一类航天器的实际意义是航天飞机无法比拟的。
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