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中国飞船起点高 从发射“神舟”三号飞船谈起
  文章来源: 发布时间:2002-03-28 【字号: 小  中  大   

载人航天的利器
载人航天是20世纪人类最伟大的壮举,它大大扩展了人类的活动范围,是进一步大规模开发和利用空间资源的重要手段,对国家的政治、军事、经济和科技等方面的发展均有重要的战略意义,因而受到越来越多的国家的重视。
至今,人类已研制出了三种载人航天器,即宇宙飞船、航天飞机和空间站。它们各有所长、功能互补,其中,前两种主要用作天地往返运输器,后一种不返回地面,而是在空间轨道上长期运行。在这三种载人航天器中,宇宙飞船是规模最小、技术最简单和费用最低的一种,因而也是被最先使用的一种载人航天器。虽然宇宙飞船是最简单的一种载人航天器,但它还是比无人航天器(例如,卫星等)复杂得多。
时至今日,人类已发射了多种宇宙飞船。除了载人飞船外,还有货运飞船和载人货运混合飞船。按照飞行任务的不同,载人飞船又可分为卫星式载人飞船、登月式载人飞船和行星际载人飞船。前两种在20世纪已经发射成功,后一种有望在21世纪实现。
目前发射最多、用途最广的飞船是卫星式载人飞船。这种飞船像卫星一样在离地面几百千米的近地轨道上飞行,飞行速度为第一宇宙速度(其他两种飞船的速度达到第二宇宙速度)。从构型上讲卫星式载人飞船有一舱式、二舱式和三舱式三种,其中一舱式最简单,只有座舱;二舱式次之,由座舱和服务舱组成;三舱式最复杂,它比二舱式还多了一个轨道舱。有的还附有气闸舱或对接机构等。载人飞船大都配有应急救生装置。
登月式载人飞船是在两舱式飞船的基础上增设一个载人登月用的登月舱。这样,登月飞船进入月球轨道时,航天员可乘登月舱在月面着陆;完成月面考察后,再乘登月舱飞离月面。
用途广泛的一代天骄
人类通过飞船突破并掌握了载人航天的基本技术,使人类千百年来上天的梦想得以实现。在送人上太空后,宇宙飞船被用于对地观测、航天员出舱作业和生物学研究等多种科学研究和各项航天技术实验,并取得了巨大成果。总括起来,宇宙飞船有以下用途:为突破关键技术,掌握载人航天的基础技术和航天医学工程基础知识进行演示验证;进行两个航天器(其中至少有一个是载人航天器)太空交会对接和航天员出舱活动等实验;作为空间站的运输器,为其运送航天员和物资;作为空间站的应急救生船;开展空间应用和科学技术实验;为载人月球航行和载人行星航行创造条件。
其中,最重要的用途是作为空间站的运输器。若将载人飞船中的航天员座椅、环境控制与生命保障、返回着陆、应急救生等系统拆除,改装成不返回的、专门运货的飞船,可以大大提高飞船的运载能力。
美苏三代天马驰骋天外天
苏联乃至俄罗斯一直很重视宇宙飞船的发展及其应用,至今,已发展了三代。第一代是东方号。它最先把人类送入太空,采用两舱式,即座舱和服务舱;第二代是上升号。第三代是联盟号。它从1976年开始使用,由近似球形的轨道舱、钟形座舱和圆柱形服务舱组成,重约6.8吨,可乘坐3名航天员,主要用于为空间站提供服务。
无独有偶,美国的载人飞船也发展了三代。第一代是1961年4月至1963年6月使用的水星号。它为单舱式。美国第一个航天员格伦就是乘水星号登天的。苏联/俄罗斯飞船返回地点均为陆地,而美国都在海面。在海面回收没有障碍物,易被发现,而且缓冲性能也好一些,但要求座舱密封性能好。1965年投入使用的双子星座号飞船是第二代。它由座舱和服务舱组成。阿波罗号飞船是美国的第三代飞船,也是目前唯一发射成功的登月式载人飞船,一共发射过7艘,其中6艘登月成功。
一步到位研制第三代
中国是世界上第三个发射宇宙飞船的国家。1999年11月20日发射了第一艘飞船,2001年1月10日又把“神舟”二号送上九重天,2002年3月25日成功发射了“神舟”三号。对此,不少人问:至今,人类已研制出宇宙飞船、航天飞机和空间站三种航天器,我国为什么要从载人飞船起步呢?据专家介绍,在1992年开始研制载人飞船之前,“863”高技术航天领域的专家们曾为这个问题进行了近5年的研究。经过充分的论证、比较、分析,甚至是激烈的争论,最后一致同意从飞船起步。同时考虑到我国在运载火箭和应用卫星方面已拥有相当坚实的技术基础和丰富的研制经验,以及有可能借鉴外国研制载人飞船的经验,我国可一步到位研制第三代飞船——多人三舱载人飞船。
我国的三舱式载人飞船有新特点。按照国外的做法,航天员返回后,飞船的轨道舱就废弃在轨道上了。我国的“神舟”号飞船却具有“留轨利用的”的功能。这就是当航天员乘返回舱返回地面后,留在轨道上的轨道舱由太阳能电池翼继续供电,舱内的仪器设备能在无人值守的情况下,像卫星一样自主工作,将大大延长飞船执行太空任务的工作寿命,充分发挥飞船的“余热”。
据悉,我国在“神舟”二号飞船上进行的空间科学和应用研究实现了重要突破,在空间材料科学、生命科学、天文探测和环境监测及预报等领域取得了一批具有重要价值的科学成果。
天高任船飞
尽管可以部分重复使用的航天飞机早已问世,成为目前最先进的载人航天运输器;虽然在轨道上长期运行的载人空间站技术日趋成熟,向大规模开发太空资源方向发展,但所有这一切都无法掩盖最早的载人航天器——宇宙飞船的夺目光芒,至今也不能完全取代这一载人航天鼻祖的重要位置,它仍将活跃在天地往返的第一线。
载人宇宙飞船为人类的航天事业立下了汗马功劳。未来载人飞船将朝3个方面发展:有多种功能;返回落点的控制精度提高到百米级的范围以内;返回地面的座舱,经适当修整后可重复使用。
2002年初,美国珀杜大学研究人员表示,他们目前正设计一种让乘客在地球和火星间旅行的星际飞船。这项计划的负责人是第二位在月球上行走的奥尔得林。据悉,奥尔得林和手下的工程师们设计的星际太空船能够载着旅客以2.1万千米/每小时的速度在火星与地球之间旅行。星际飞船将利用太阳、行星及其卫星对它的引力将旅客们送往目的地。珀杜大学航天学教授詹姆斯·朗乌斯基解释说:“只要将飞船送往轨道,它就会保持自己的动量,来回在地球与火星之间飞行。当然它偶然也需要一些推进燃料,但它基本上应看作是一个无需燃料的完美的飞行器。”21世纪人类将用宇宙飞船进行载人行星际飞行。
(据《科技日报》3月28日 士元)

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