【编者按】
神舟十二号载人飞船发射成功引发了大众对载人航天的热议 。 目前 , 世界上只有中美俄具备独立将本国航天员送入太空的能力 , 但印度、伊朗等国也试图进入这一俱乐部 。 那么 , 美国、俄罗斯、印度等国载人航天发展如何?
俄罗斯计划在2023年对新一代载人飞船“鹰”进行首飞 , 但经费的问题可能导致飞船项目像其他航天项目一样不断拖延 。
上个月28日 , 俄国家采购网上发布的俄国家航天集团材料中显示 , 俄罗斯新型“鹰”号载人飞船将可以绕地球飞行1年左右时间 , 并可以绕月飞行长达半年 。 该飞船计划在2023年进行首飞 , 2024年开始执行无人飞行任务 , 2025年进行载人飞行 。
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“鹰”号载人飞船模型 。
“老黄牛”老骥伏枥
今年10月 , 俄罗斯将发射“联盟”MS-19载人飞船 , 将新一批航天员送往国际空间站 , 这是“联盟”系列载人飞船的第150次发射 , 发射次数之多、改进型号之多 , 让其他载人飞船难以望其项背 。 而且征战太空55年的“联盟”飞船还将继续服役多年 , 直到俄罗斯新一代载人飞船“鹰”号上岗 , 可以说是世界载人飞船中的“老黄牛” 。
1966年11月 , 代号“宇宙”133号的“联盟”飞船进行了首次试飞 。 该飞船由科罗廖夫设计局研制 , 采用三舱式设计 , 最前面是轨道舱 , 之后是返回舱 , 最后是推进舱 。 “联盟”飞船其实是为苏联载人登月设计的 , 但登月计划以失败告终 , “联盟”飞船转向近地轨道 , 出乎意料的是 , 飞船不仅是苏联载人飞行的主力 , 苏联解体后还继续服役了30余年 。 “联盟”飞船重约7.1吨(早期型号重6.5吨) , 拥有一个2.9吨重的返回舱 , 内部容积4立方米 , 可携带3名航天员 。
“联盟”飞船的指标并不算出众 , 尤其是狭窄的返回舱只能容纳3名航天员 , 而且非常拥挤 , 但由于后继者迟迟未出现 , 只能一直改进 , 适应时代的变化 , 而同时代的“双子星”、“阿波罗”飞船早已进入博物馆 , 甚至上世纪80年代后期诞生的航天飞机都在2011年退出了历史舞台 。 现役的“联盟”MS由“联盟”TMA改进而来 , 重点是使用了电子设备 , 比如新的电子计算机、遥测指令系统等 , 实现了全数字化 , 自动化程度、落点精度和可靠性得到了提高 。 值得一提的是 , 这些改进的技术一部分将用于俄罗斯新一代载人飞船的研制 。
虽然“联盟”飞船目前是俄罗斯载人航天的主要工具 , 但这种飞船毕竟是50年前的设计 , 再怎么改进 , 受原始设计的影响 , 已经无法满足要求 , 尤其是返回舱空间有限 , 无法携带更多航天员 , 不适合用于载人深空探测 。
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“联盟”飞船改进型非常多 , 现役的是“联盟”MS 。
与其他国家研制的新一代载人飞船相比 , 差距则更加明显 。 其实早在苏联时代 , “联盟”载人飞船之后的下一代飞船就曾提上日程 , 上世纪80年代 , 苏联开始研制“曙光”飞船 , 该飞船两舱式设计 , 最多可搭载8名航天员 , 但由于这一时期苏联国力开始走下坡路 , 加上“暴风雪”号航天飞机的存在 , 研制工作还未完成苏联就已经轰然解体 , 而继承苏联最大遗产的俄罗斯财力有限 , 完全没有余力继续研制“曙光”飞船 , 只能在“联盟”飞船基础“缝缝补补” 。
进入新世纪后 , 借着石油价格的上涨 , 国力有所恢复的俄罗斯开始考虑研制新一代载人飞船 。 2006年 , 俄罗斯和欧洲联合进行了名为先进载人运输系统(ACTS)的研究 , 载人飞船的研制才算步入正轨 , ACTS早期计划使用ATV飞船的服务舱 , 外加“联盟”载人飞船改进后的轨道舱 。 2007年10月 , 方案再次更改 , 变为大锥形返回舱加服务舱的设计 , 后来它的服务舱也改由能源集团专门研制 。
2009年 , 由于欧空局迟迟不下决心 , 双方合作曲终人散 , ACTS飞船计划不得不取消 , 不过这为俄国新一代飞船“联邦”号的研制奠定了基础 。 2009年4月6日 , 能源公司获得了新飞船的研制合同 , 新飞船被命名为“未来载人运输系统”(PPTS) , 它是一种兼顾近地轨道和登月任务的飞船 。 2016年1月15日 , 俄罗斯航天局正式公布的命名却是“联邦”号 , 最后又更名为“鹰”号 。
“鹰”号飞船也采纳了返回舱重复使用的概念 , 采用两舱式设计 , 可以容纳4人进行近地轨道或是深空飞行 。 为了同时兼顾近地轨道和深空任务 , “鹰”号载人飞船使用大小不同的服务舱 , 飞船重量14吨和20吨两个级别 。 “鹰”号载人飞船由俄罗斯正在研制的安加拉-A5运载火箭发射 , 将取代目前的联盟号飞船执行近地轨道任务 , 未来还可用于执行载人登月甚至登火任务 。 “鹰”号飞船原计划在2015年发射 , 但因为技术和经费的原因 , 研制进度大幅落后于原计划 , 目前已经推迟到2023年 。
联想到不断推迟的“安加拉”火箭、“月球”-25等俄罗斯重大航天项目 , “鹰”号飞船首飞时间还可能继续拖延 , “联盟”号飞船“这头老黄牛”还要继续征战多年 。
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“鹰”号飞船的返回舱模型 。
重启航天飞机靠谱吗?
近几年 , 俄罗斯考虑重启航天飞机的报道不时出现 , 但一直是“只闻楼梯响 , 不见人下来” 。
今年3月 , 俄罗斯航天政策研究所所长伊万莫伊谢耶夫向媒体表示 , 俄罗斯正在研发的航天飞机未来可以用于军事任务 。 俄罗斯“闪电”科研生产联合体总经理索科洛娃表示 , 作为曾研发“暴风雪”号航天飞机的机构 , “闪电”科研生产联合体将建造新的民用航空航天飞机 , 新的航天综合系统“最近5年内将实现太空飞行” 。俄罗斯航天集团2020年10月的文件显示 , 该集团计划在2022年9月前投入2.39亿卢布论证建造可重复使用的有翼型航天飞机的必要性 。
2011年7月21日 , 美国亚特兰蒂斯号航天飞机慢慢脱离国际空间站 , 包括“亚特兰蒂斯”号在内的美国现役3架航天飞机在当年全部退役 。 美国退役航天飞机不仅宣告美国航天飞机时代的终结 , 也宣告世界航天飞机时代的终结 。
航天飞机是美苏你追我赶航天竞赛下的产物 , 由于美国航天飞机最先发射成功 , 很多人认为美国是最早研制航天飞机的国家 。 其实 , 恰恰相反 , 苏联比美国更早启动航天飞机的研制 , 只是起了个大早 , 赶了个晚集而已 。
上世纪60年代 , 苏联为了能在太空领域进一步压倒美国 , 苏联米格设计局的科学家提出了著名的“螺旋”航天飞机计划 , 而美国航天飞机研制计划在70年代初才正式启动 。 苏联又在1976启动了“暴风雪”号航天飞机的研制计划 , 并在1988年进行了首次发射 , 苏联解体后 , “暴风雪”号航天飞机的后续发展戛然而止 , 而囊中羞涩的俄罗斯更是无法支持航天飞机这个吞金巨兽 , 成为俄罗斯航天发展路上首先抛弃的对象 。
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“暴风雪”号航天飞机的命运非常悲惨 , 现在已经成为街头艺人涂鸦平台 , 令人唏嘘不已 。
随着经济的好转 , 俄罗斯开始考虑重启航天飞机 , 其中比较有名的项目是MRKS航天飞机 , 该航天飞机外形和“暴风雪”号较为类似 , 整个航天飞机系统由轨道器和助推火箭组成 , 助推火箭采用可重复使用和模块化设计 , 回收方式均为飞回式 。 火箭经过检修和重新加注燃料之后可用于下一次发射 。
MRKS航天飞机在气动布局和内部设计方面与“暴风雪”号航天飞机基本相同 , 主要由前、中、尾三段组成 , 前段结构可分为头锥和乘员舱两部分 , 具有良好的气动外形和防热系统 。 航天飞机的中段主要是有效载荷舱 。 舱内可以装载各种卫星、空间站等 。 尾段安装了多台发动机 , 可为航天飞机入轨和离轨提供动力 。 据悉 , MRKS航天飞机可将35吨的载荷送入近地轨道 , 运载能力非常强 。
理想很丰满 , 现实很骨感 。 MRKS航天飞机项目至今没有什么进展 。 与俄罗斯其他重大航天项目一样 , 钱是最大的问题 。 每架MRKS航天飞机的成本可能不低于1.8亿美元 , 这还不包括研发的费用 。 美国航天飞机研发费用平摊到每架飞机约20亿美元 , 俄罗斯这几年每年的航天预算在50亿美元左右 , 这几年俄罗斯经济并不好 , 加上安加拉火箭、探月计划等项目占据了不少的航天经费 , 大型航天飞机过于烧钱 , 很难得到支持 。
对于俄罗斯来说 , 研制类似美国X-37B的小型无人航天飞机是比较现实的选择 , 可以使用现役的运载火箭发射 , 研制成本和运营成本也比“暴风雪”这样的大型航天飞机少很多 , 而且可以满足军用需求 。
【苏联|观察|俄罗斯载人航天发展如何?计划雄心勃勃,但缺钱】(本文来自澎湃新闻 , 更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)
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