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载人航天前景无限 各国纷纷展开装备竞赛(组图)

http://www.kexue.com 2012-11-15 09:28:45 腾讯科学  发表评论

  2012年6月16日~29日,我国圆满完成了首次载人航天手动交会对接任务。按照我国载人航天“三步走”的发展战略,今后我国还将发射货运飞船、“天宫二号”和“天宫三号”空间实验室,在太空建造60吨级大型空间站,并论证载人登月。


打造重型运载火箭

  从世界载人航天发展的前景来看,除了充分利用已建成的“国际空间站”开展各种科学实验和技术试验外,一些航天大国和强国正在积极着手研制重型运载火箭和新型宇宙飞船,目的是近地轨道以远的深空载人探索,如载人探测和登陆火星和小行星。另外,近地轨道载人航天正朝着商业化方向开展,太空旅游业也开始有所有发展。能水平起降的空天飞机研制工作又东山再起,并取得了重要的阶段成果。


新型飞船性能优异

  现在,美国、俄罗斯等国都把载人航天的目标瞄准了月球、火星和小行星。为此,首先要研制出能发射深空载人飞船的重型运载火箭。载人登月飞船一般在50吨以上,而且其奔月时的速度必须达到10.9千米/秒,因此只有用近地轨道运载能力在60吨~120吨的重型运载火箭才能发射,而发射载人火星或小行星飞船则需要运载能力更大的重型运载火箭。当年美苏竞争载人登月时,苏联之所以败给美国,最重要的原因就是苏联研制的N1重型火箭的4次发射失败。

  在重型运载火箭的研制方面,美国私营载人航天商业企业——太空探索技术公司一马当先,于2011年4月5日率先宣布了研制“重型猎鹰”的计划,抢了美国航空航天局的风头。该火箭近地轨道运载能力达到53吨,但运送成本只需大约8000万~1.25亿美元。它拟于2013年首次从加州范登堡空军基地发射,随后的发射任务将转往佛罗里达州卡纳维尔角进行。


太空旅游方兴未艾

  “重型猎鹰”由标准的“猎鹰-9”火箭捆绑两个液体燃料箱作为推进级,推力为1700吨。它虽然无法一次发射月球任务所需的所有设备,但可以分批发射各种不同设备。

  太空探索技术公司还在考虑研制更为强大的火箭——“超级载重火箭”,其运载能力将达到170吨。借助于这种火箭,无论是重返月球,进军火星或者其他更远的天体都没有任何问题。目前,该公司已与美国航空航天局签署了一份协议,探索研制“超级载重火箭”的可能性。


航天飞机又见曙光

  2011年9月14日,美国航空航天局也正式对外公布了美国新一代重型运载火箭——“航天发射系统”的方案。该火箭的研制采取了一种渐进式发展模式,其初始方案的近地轨道运载能力为70吨,改进后将达到130吨,可用于向近地轨道及更远的空间发射多用途乘员飞行器和大型有效载荷,以满足载人登陆小行星、载人进入火星轨道等深空探测的任务需求,还可作为国际空间站商业乘员运输系统的备份运输工具。

  “航天发射系统”芯级直径8.38米、采用航天飞机主发动机RS-25D/E,3台初始运载能力70吨的重型火箭和5台改进后运载能力130吨的重型火箭。其上面级由1台J-2X氢氧发动机提供动力。初始运载能力的火箭采用5段式航天飞机固体火箭助推器,改进后运载能力的火箭采用固体或液体助推器,目前多种助推器方案还在论证过程中。按计划其首次试射在2017年进行。

  一个国家进入太空的能力在很大程度上决定了其空间活动能力以及空间应用水平。我国龙乐豪院士等火箭专家,在2011年出版的《国际太空》杂志上发表了有关我国发展重型运载火箭的初步总体方案,即具备近地轨道运载能力130吨,具备一次发射将3人以上的有效载荷送上月球,并从月球安全返回的能力。重型运载火箭还可用于无人火星探测、载人登陆火星和建造空间太阳能电站等。

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