那些给太空 送过货的“快递员”

2017-04-21 09:23 来源:科技日报 付毅飞 操秀英
2017-04-21 09:23:11来源:科技日报作者:付毅飞 操秀英责任编辑:赵清建

  从1978年苏联发射进步一号至今,货运飞船历经近40年的发展,在人类航天活动中扮演了重要角色。它们都有哪些特点,近日,科技日报记者采访了国际宇航联空间运输委员会秘书长、中国航天科工集团公司二院二部研究员杨宇光。

  进步号:货运飞船的开山鼻祖

  1978年1月20日,人类第一艘货运飞船——进步1号呼啸升空。两天后,进步1号与礼炮6号空间站对接,为航天员尤里罗曼年科和格奥尔基格列奇科送去了1.3吨生活物资和仪器设备,还为空间站带去了1吨重的推进剂和氧气。

  “初代空间站同一时间只能与一个航天器对接,当航天员通过载人飞船进入空间站后,就没有办法用第二个航天器进行补给了。”杨宇光说,人类第一代空间站包括苏联的礼炮1号至礼炮5号,以及美国的天空实验室。由于无法补给,空间站随着推进剂耗尽会逐渐减速降轨,最终坠入大气层,航天员生活所需物资也会用完。

  第二代空间站礼炮6号拥有两个对接口,为空间站补给提供了条件。

  进步号既能为空间站运输补给货物,又能补充燃料,它的出现帮助苏联不断延长人类的太空驻留时间。礼炮6号上的最长驻留纪录达到185天;和平号空间站创造了人类连续驻留437天的纪录。

  同时,进步号能为空间站送去维修所需部件和新仪器设备,不但让仪器延寿,还能灵活安排新的试验,使空间站效能倍增。

  如此意义和价值,让进步号一直服役至今。“进步号已成为人类历史上最成熟的空间站运输工具之一。”杨宇光说,“在可以预见的未来,它仍将在国际空间站的运行中发挥重要作用。”

  ATV与HTV:满足大运量需求

  “单靠进步号无法满足重量超过400吨、拥有6名常驻乘组的国际空间站运营。” 杨宇光说,欧空局的自动转运飞行器ATV和日本的HTV货运飞船填补了缺口。

  ATV可以与国际空间站星辰号俄罗斯舱段对接,为空间站运输约8吨货物及推进剂,货运能力达到进步号的3倍多,每次发射都可以保证空间站运行很长时间。从2008年到2014年,ATV一共执行了5次任务,此后不再使用。

  HTV不会自动与空间站对接,而是飞到空间站的附近,由空间站的机械臂将其“抓捕”,“插”在国际空间站和谐号节点舱靠泊口上,这极大简化了交会对接系统的设计。另外,HTV拥有目前所有货运飞船中最大的舱门,可以实现国际空间站标准机柜的直接转移,带来了很大便利。

  从2009年9月到2016年12月,HTV成功完成了6次空间站补给任务。该飞船还将发展出成本更低的HTV-X型号,进一步提高效费比。

  龙飞船、天鹅座:商业航天新宠

  美国太空探索公司SpaceX自主研发了高性能的猎鹰9号运载火箭和龙飞船。其中龙飞船的加压舱能实现回收并重复使用。迄今为止,它为国际空间站执行了11次货运任务,成功10次。2015年6月28日,猎鹰9号火箭发射后在空中爆炸,导致一艘龙飞船损毁。2016年,猎鹰9号再次爆炸,让后续补给任务延迟。对此杨宇光表示,商业航天时代,如何在低成本的同时保证高可靠性,依然是亟待解决的难题。

  美国轨道科学公司以及重组后的轨道ATK公司,自主研制了安塔瑞斯运载火箭和天鹅座货运飞船。天鹅座为国际空间站执行了7次补给任务,成功5次。后来安塔瑞斯运载火箭将NK-33发动机换为成熟的RD-181发动机,并在过渡阶段用宇宙神5运载火箭发射天鹅座飞船。火箭能力的增强,也使天鹅座的补给能力从2吨提升到3.2吨。

[责任编辑:赵清建]
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