在神舟十九号载人飞船任务发布会上,还公布了另一个重磅消息,这就是中国载人航天工程新闻发言人林西强宣布,“空间站低成本货物运输系统”选择了轻舟货运飞船和昊龙货运航天飞机这两个方案。
一般来说,由于成本和技术等原因,飞船和航天飞机只有一个会成为主要的空间站补给和输送方式,而中国航天选择两条腿走路,除了彰显技术实力雄厚之外,也意味着中国人大规模进入太空,开启新的“宇宙大航海时代”,为期不远了。
(中国航空工业集团公布的昊龙航天飞机想象图)
对中国航天而言,尽管轻舟还没有执行过飞行任务,但飞船本身并不新鲜,中美俄等航天大国都拥有技术成熟的航天飞船系列,例如中国的神舟、俄罗斯的“联盟”和美国的“龙”等等。而航天飞机,无论对中国航天还是普通中国人,都是一个全新的概念,路漫漫其修远兮,还等着中国人自己去求索和探寻。
从中国航空工业集团的介绍来看,昊龙货运航天飞机的最大特点就是可以重复使用,首先在性价比上就比一次性的航天飞船高得多。
昊龙的技术方案是大翼展和高升阻比,通过运载火箭发射升空,在太空中与空间站或其他航天器对接,返回地面时脱离空间站并离轨制动,再入大气层后以常规飞机降落方式在机场降落,完成检查、维护、测试后即可再次执行任务。
(载人航天工程立项之初,就曾对天地往返飞行器有过多个方案的论证)
和航天飞船一样,航天飞机的出现有必然性和必要性。目前天宫空间站已初具规模,未来势必要向更大规模、更多用途性方向发展,那么对各类物资的需求量和需求频率自然也更高。在这样的前提下,依然使用一次性的天舟货运飞船就不划算了,因此一种更低成本的天地货物运输工具便成为刚需——从载人航天工程办公室之前的公告来看,最好不高于每吨1.2亿元人民币。
实际上不止成都飞机设计研究所推出的昊龙航天飞机方案,包括中科院微小卫星创新研究院推出的轻舟货运飞船,也是出于降低成本的考虑。
同时选择两个技术路线的产物,不难猜测除了试图进行对比,确定哪个方案更划算之外,也是因为航天运输同样有不低的复杂性和多样性。二者各有长短,如果确定未来以商业航天为主的话,可以为客户提供更多的选择,无疑具有更强的竞争力。
(与天宫空间站对接的昊龙航天飞机)
航天飞船的优点是采用简单的胶囊形或圆筒形设计,制造维护难度都不高,技术和产业链成熟后成本会有一定下降,而且更容易设计安装逃逸塔等逃生设备,提高航天员生存概率,可以运输的货物种类也比较多。
缺点则是功能较为单一,很难在轨道上完成复杂的任务,也很难在太空长期驻留,同样还是限制功能。而且因为没有在大气层内飞行的结构,返回时要以返回舱+降落伞的形式降落。
(航天飞机再入大气层时会与大气剧烈摩擦产生黑障,是最危险的时刻)
相比起来,航天飞机的优点是不仅能运送人员,还能运送大型设备进入太空,例如1990年4月美国“发现”号航天飞机将哈勃太空望远镜送入轨道,而且任务灵活度高,可以执行维修和回收卫星等更复杂的任务,至于可重复使用了可选择降落地点这些就不用多说了。
缺点则是系统复杂度高,每次执行完任务都要全面检修,这就延长了任务周期,其次操作也更复杂,需要对航天员进行更加深入全面的训练,而且从美国“挑战者”号和“哥伦比亚”号失事来看,安全是个更庞大细致的系统工程。
(“发现”号将哈勃太空望远镜送入太空,开启人类认识宇宙的新时代)
总的来看,两个思路各有优劣,航天飞机最有价值之处,在于美国已经用时间和鲜血找出一个可行的方向,“摸着鹰酱过河”也算老习惯了。并且随着技术发展,无人航天飞机的竞争在中美之间更加激烈,未来的重要性或不亚于载人航天飞机,这就是美国的X-37B空天飞机,以及更神秘的中国可重复使用试验航天器。
X-37B由波音公司开发,具有成本低廉、速度快和可重复使用等诸多优点,2010年首次发射,迄今为止已进行了7次测试,最长的是2020年5月发射,2022年11月返回,在轨908天。
但让人疑惑的是,这款被认为具有强大侦察和攻击能力的无人航天器,测试了这么多次似乎依然没有正式投入使用的意思,国际空间站预计2030年退役,届时X-37B如果还不能服役,下次测试会怎么样还真不好说。
(对这种可重复使用试验航天器,只有这一则简单的新闻)
9月6日,在酒泉发射升空的可重复使用试验航天器在轨268天后返回。和模型都没有公布就高调证实存在的昊龙不同,完成第三次测试的可重复使用试验航天器至今神龙见首不见尾,别说可信的图片或视频,连报道都只有文字版。
从如此神秘不难猜,这是一种更先进、能执行更复杂任务的无人航天器,或许比起商业属性更强的昊龙,这个可重复使用试验航天器,会在科学探索和国防安全方面发挥更大的作用。