未來載人航天啥樣？來中國(guó)航展一探究竟

9月28日在珠海舉辦的第十三屆中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)上，中國(guó)航天領(lǐng)域“明星云集”。其中，中國(guó)載人航天工程中的重磅“角色”登場(chǎng)亮相，引來廣泛關(guān)注。

空間站組合體3D展示產(chǎn)品首秀

由中國(guó)航天科技集團(tuán)五院抓總研制的空間站組合體3D展示產(chǎn)品，在本屆航展上首次對(duì)外公開展出。

空間站組合體3D展示產(chǎn)品融合模型和VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)演示，包括艙外機(jī)械臂漫游和艙內(nèi)交互漫游兩個(gè)部分，能以互動(dòng)體驗(yàn)方式，使公眾零距離感受航天員在中國(guó)空間站的工作和生活場(chǎng)景，沉浸式體驗(yàn)中國(guó)空間站在太空飛行的壯麗場(chǎng)景。

空間站是航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)的重要標(biāo)志，是國(guó)家級(jí)太空實(shí)驗(yàn)室和國(guó)際科技合作交流平臺(tái)。中國(guó)空間站命名為“天宮”，基本構(gòu)型由核心艙、實(shí)驗(yàn)艙Ⅰ和實(shí)驗(yàn)艙Ⅱ三個(gè)艙段組成，呈T字構(gòu)型，核心艙居中，實(shí)驗(yàn)艙Ⅰ和實(shí)驗(yàn)艙Ⅱ分別連接于兩側(cè)?？臻g站核心艙是空間站的主控艙段，被命名為“天和”，是空間站的管理和控制中心，也是航天員休息的主要場(chǎng)所，配置對(duì)接口供飛船等飛行器訪問對(duì)接，支持開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)。

核心艙、實(shí)驗(yàn)艙Ⅰ和實(shí)驗(yàn)艙Ⅱ 三艙組合體質(zhì)量約66噸，額定乘員3人，乘員輪換期間短期可達(dá)6人，具備十余噸載荷設(shè)備的安裝和支持能力。中國(guó)空間站設(shè)計(jì)壽命不小于10年，具有通過維護(hù)維修延長(zhǎng)使用壽命的能力，并具備一定擴(kuò)展能力。未來，完成建設(shè)的空間站將成為中國(guó)空間科學(xué)和新技術(shù)研究與應(yīng)用的重要基地。

隨著航天員兩次出艙任務(wù)的順利完成，中國(guó)空間站核心艙機(jī)械臂也成為了國(guó)際關(guān)注的亮點(diǎn)。由五院抓總研制的空間站核心艙機(jī)械臂是目前同類航天產(chǎn)品中復(fù)雜度最高、規(guī)模最大、控制精度最高的空間智能機(jī)械制造系統(tǒng)，主要承擔(dān)艙段轉(zhuǎn)位、航天員出艙活動(dòng)、艙外貨物搬運(yùn)、艙外狀態(tài)檢查、艙外大型設(shè)備維護(hù)等八大類在軌任務(wù)。

新一代載人飛船試驗(yàn)船返回艙亮相

五院抓總研制的新一代載人飛船返回艙，也在本屆航展上亮相。

新一代載人飛船是面向我國(guó)未來載人月球探測(cè)等任務(wù)需求發(fā)展的新一代天地往返運(yùn)輸飛行器，通過模塊化設(shè)計(jì)來兼容載人月球探測(cè)和近地空間站任務(wù)，具備高安全、高可靠、模塊化、多任務(wù)等特點(diǎn)，大幅提高我國(guó)載人和貨物天地往返運(yùn)輸能力。

2020年5月5日，新一代載人飛船試驗(yàn)船由長(zhǎng)征五號(hào)B遙一運(yùn)載火箭發(fā)射升空，在軌飛行兩天19個(gè)小時(shí)，通過7次自主軌控進(jìn)入遠(yuǎn)地點(diǎn)高度8000公里的大橢圓軌道，制動(dòng)后以超過每秒9公里的速度返回再入，創(chuàng)造了接近第二宇宙速度返回再入的熱流條件。返回再入階段，試驗(yàn)船通過新型制導(dǎo)策略控制飛行過程，以群傘減速、大型氣囊緩沖著陸，于2020年5月8日順利返回預(yù)定著陸場(chǎng)，任務(wù)獲得圓滿成功。新一代載人飛船試驗(yàn)船發(fā)射重量達(dá)到21.6噸，是我國(guó)目前已發(fā)射推進(jìn)劑加注量最多、返回再入規(guī)模最大的航天器，為我國(guó)新一代載人飛船研制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

新一代載人運(yùn)載火箭將助力載人登月

由航天科技集團(tuán)一院研制的新一代載人運(yùn)載火箭無疑是航展中的焦點(diǎn)之一。

航天界常說：“運(yùn)載火箭的能力有多大，航天的舞臺(tái)就有多大”。新一代載人火箭是根據(jù)我國(guó)載人航天工程發(fā)展規(guī)劃，為發(fā)射我國(guó)新一代載人飛船而全新研制的一型高可靠、高安全的載人運(yùn)載火箭，是新一代運(yùn)載火箭中的新成員。

記者從一院了解到，該火箭由助推器、芯一級(jí)、芯二級(jí)、芯三級(jí)、逃逸塔及整流罩組成，全長(zhǎng)約90米，起飛重量約2000噸，可將25噸有效載荷直接送入奔月軌道，或者70噸有效載荷送入近地軌道。

目前這款火箭還在研制階段，尚未在公眾面前展露真顏。未來，它將用于載人月球探測(cè)工程中環(huán)月、繞月、登月等演示驗(yàn)證及飛行任務(wù)，快速推動(dòng)我國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)和進(jìn)出空間能力的重大提升和跨越。

未來載人飛船將這樣回家

航展上，3頂紅白相間的降落傘和6個(gè)大型緩沖氣囊特別醒目，吸引了不少觀眾。這是五院展示的新一代載人飛船試驗(yàn)船回收著陸系統(tǒng)。

較以往神舟飛船，新一代載人飛船試驗(yàn)船的回收著陸功能采用了全新的設(shè)計(jì)理念，最直觀的表現(xiàn)就是采用群傘氣動(dòng)減速和氣囊著陸緩沖，以及由這兩項(xiàng)技術(shù)衍生和適配的開傘程序控制、垂掛轉(zhuǎn)換、著陸穩(wěn)定性控制、大型試驗(yàn)實(shí)施等一系列全新關(guān)鍵技術(shù)，為試驗(yàn)船的方案設(shè)計(jì)提供支撐和保障。

由于新一代載人飛船試驗(yàn)船要比神舟飛船重一倍，體積空間也顯著增大，需要更為強(qiáng)勁的減速動(dòng)力和平緩的載荷控制，而研制更大的單傘從技術(shù)難度和經(jīng)濟(jì)性角度都不合適，所以新一代載人飛船試驗(yàn)船回收采用了群傘系統(tǒng)進(jìn)行空中減速。其由3具與神舟飛船降落傘面積相當(dāng)?shù)慕德鋫憬M成，可以使超高速飛行的返回艙，在極短的時(shí)間里減到普通汽車市區(qū)內(nèi)的行駛速度，同時(shí)還確保航天員的過載和姿態(tài)旋轉(zhuǎn)感受良好。

同時(shí)，新一代載人飛船試驗(yàn)船采用了6個(gè)安裝在飛船底部的大型緩沖氣囊進(jìn)行著陸緩沖，每個(gè)緩沖氣囊充滿后相當(dāng)于一個(gè)卡車輪胎大小，可以針對(duì)新飛船試驗(yàn)船不同的著陸情況，在合適的時(shí)機(jī)控制某些氣囊先排氣，某些氣囊后排氣。相較于神舟飛船采用的緩沖方式，緩沖氣囊的性能在安全性、大載荷的適應(yīng)性方面表現(xiàn)更為優(yōu)秀。