神舟十二號成功飛天,這也標志著中國空間站建設邁出了關鍵性的一步。神舟十二號飛船其實仍然沿用的是神舟五號的結構,那為什么過了20年了,神舟十二號沒有采用新技術呢?
之所以神舟十二號沒有采用新的技術,是因為在之前,我國已陸續成功發射了6艘“神舟”載人飛船,把11名航天員、14人次送上了太空,所以該載人飛船在技術上比較成熟。
宇宙飛船從結構上可以分為單艙式、雙艙式和三艙式三種結構,其中三艙式飛船最為先進。蘇聯第一艘載人飛船"東方一號"宇宙飛船是由再入艙和設備艙組成的雙艙式結構.美國的第一代飛船是"水星"號.它采用單艙式結構。
"東方一號"宇宙飛船
當初中國研制神舟飛船的時候,就放棄了國外航天先進國家一艙、二艙、三艙的發展模式,直接跨越式地采用當時最先進的第三代飛船技術——三艙式構型。
即由軌道艙、返回船、推進艙3個艙和1個附加段或對接口組成,總長近9米,總重約8噸,乘員人數3人,飛船內航天員自由活動空間6立方米。飛船有效載荷質量在入軌時不小于300千克,返回時100千克。其可靠性為0.97,航天員的安全性為0.997。該飛船可自主飛行7天,停靠飛行180天。
軌道艙位于返回艙前面,這是為了增加航天員的活動空間。它里面裝有多種試驗設備和實驗儀器,可進行對地觀測。
返回艙位于飛船中部,是航天員乘坐的艙段,也是飛船的控制中心。它不僅和其它艙段一樣要承受起飛、上升和軌道運行段的各種應力和飛行環境,而且還要經受返回時再入大氣層階段的減速過載和氣動加熱。其為密閉結構,前端有艙門,供航天員進出軌道艙使用。
推進艙緊接在返回艙后面,通常安裝推進系統、電源、氣瓶和水箱等設備,起保障和服務作用,既為飛船提供動力,進行姿態控制、變軌和制動,并為航天員提供氧氣和水。
在當時按照國外的做法,航天員返回后,飛船 的軌道艙就廢棄在軌道上了。我國的“神舟號”飛船卻具有“留軌利用”的功能。這就是當航天員乘返回艙返回地面后,留在軌道上的軌道艙由太陽能電池翼繼續供電,艙內的儀器設備能在無人值守的情況 下,像衛星一樣自主地工作,將大大延長飛船執行太空任務的工作壽命,,充分發揮飛 船的“余熱”。
神舟五號的發射也標志著中國僅通過1次載人航天發射任務就達到世界第三代載人飛船的水平。時至今日,第三代飛船技術依然是絕大部分國家采用的主流飛船技術(目前真正實用的第四代飛船只有龍飛船)。
當然,在這20年的發展中,神舟飛船也有一些調整。
一是初期試驗技術狀態,“神舟5號”“神舟6號”載人飛船采用這種技術狀態,特點是軌道艙上也裝有一對太陽電池翼,返回艙返回地面后,軌道艙可留軌利用半年。
神舟五號
二是出艙活動試驗技術狀態,“神舟7號”載人飛船采用這種技術狀態,特點是取消了軌道艙的太陽電池翼,不留軌利用,并且具有氣閘艙的功能,增加了扶手,用于航天員空間出艙活動。
三是天地往返運輸器技術狀態,前端增裝了交會對接裝置,這里將與空間站核心艙進行連接,軌道艙不再留軌利用,軌道艙也就成為了航天員進入空間站的必經通道,同時這里也具有儲物間的功能。“神舟8號”以后的載人飛船都采用這種技術狀態,用于為“天宮”提供載人天地往返運輸服務。
神舟十一號
所以,中國神舟十二號采用的老技術并不過時。空間站建設對于中國來說至關重要,使用成熟的技術也更為可靠,神舟十二也將實現5個首次:①首次實施載人飛船自主快速交會對接;②首次實施繞飛空間站并與空間站徑向交會;③首次實現長期在軌停靠;④首次具備從不同高度軌道返回東風著陸場的能力;⑤首次具備天地結合多重保證的應急救援能力
很多人還有這樣的疑問,中國第四代飛船已經研發成功,為什么不采用?
為什么不采用新一代飛船前,美國、中國和俄羅斯正在或已經研制出世界第四代載人飛船。第四代載人飛船采用2艙式構型,由返回艙和服務艙兩部分組成。其中返回艙為乘員倉和控制倉,服務艙提供動力和能源。雖然直徑比較大,這樣能降低成本,提高可靠性。
返回艙分為密封艙和非密封艙,其中密封艙內只安裝環境控制和生命保障、人機交互等與航天員息息相關的設備,其他設備均安裝在非密封艙中。同時配置的單組元無毒發動機,可以給航天員更安全的保護。
返回艙密封艙空間比神舟飛船大了1倍,可以給航天員提供更舒適的乘坐環境。寬帶網絡控制系統配合穿戴式顯示儀表,讓航天員時刻了解飛船實時狀況,減輕工作負擔。不僅可以滿足近地軌道和空間站任務,在返回艙不變的情況下,更換動力更強勁的服務艙以后,還可以進行月球及深空探測任務。
新一代載人飛船返回時采用了由2具減速傘和3具主傘組成“群傘減速”回收方案,返回艙落地前使用6個充氣氣囊幫助艙體平穩“軟著陸”,最大程度地保證了返回艙的安全、完整回收
為了降低進入太空的成本,返回艙被設計成可重復使用的結構。而且為了提高重復使用率,工程師把原先在服務艙的一些高價值的設備全部放在了返回艙,例如星敏感器、計算機等等。返回艙的防熱層都是耐燒蝕的新型輕質防熱結構。每次執行完任務,只需更換熱防護層,并做一次全面檢測,就可以再發射。
總結來說,第四代載人飛船的特點是:用途廣,可一船多用,能飛往空間站,也可飛往月球甚至小行星和火星;能重復使用多次,以降低成本;運載能力增加,每次可以運送4-7人。執行貨運任務時則能上行攜帶4噸,下行攜帶2.5噸。
2020年中國新一代載人飛船試驗船才發射成功,還需要再進行進一步的測試,趕不上在空間站建設時期使用,所以新一代載人飛船上主要服務于空間站運營時期以及載人登月。
我們可以期待,在神舟15號任務之后,新一代載人飛船的驚艷亮相。
本文發布于:2023-02-28 21:27:00,感謝您對本站的認可!
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