据中国载人航天工程办公室新闻,今年6月,我国将发射“神舟12号”载人飞船,把3名航天员送到空间站“天和”焦点舱内生涯事情3个月;今年10月,还将发射“神舟13号”载人飞船,把3名航天员送到“天和”焦点舱内生涯事情6个月。

大戏开场之前,我们约请天下空间探测手艺首席科学流传专家庞之浩和读者聊聊天下载人飞船生长的那些事儿。

苏俄载人飞船:加加林成太空第一人

问:苏联是天下上最早研制载人飞船的国家,能否先容一下苏俄载人飞船的生长情形?

答:1961年4月12日,苏联航天员加加林乘坐天下第一艘载人飞船“东方1号”上天,成为天下太空第一人。

苏联第一代载人飞船叫“东方”。它接纳2舱式构型,由返回舱和推进舱组成,最长航行时间为5天。从1961年4月到1963年6月,一共发射了6艘。不外,那时航天员接纳跳伞方式落地。该飞船球形返回舱能乘坐1名航天员。舱内有可供航行10昼夜的生命保障系统、弹射座椅和无线电、光学、导航等仪器装备。其推进舱位于座舱后面,舱内装有化学电池、返回反推火箭和其他辅助装备。

苏联第二代载人飞船叫“上升”。它是在“东方”基础上改善而成的,即把粗笨的弹射座椅改为3把通俗的座椅,以便乘坐3人。1964年10月,“上升1号”飞船首次乘载包罗科学家在内的3名 *** 航天服的航天员绕地航行。1965年3月发射的“上升2号”飞船使列昂诺夫成为天下太空行走第一人,为此,在“上升2号”的返回舱外增设了气闸舱,供航天员空间出舱使用。由于这两艘“上升”飞船还增添了着陆缓冲用的制动火箭,使返回舱可以软着陆,以是往后航天员不用再以跳伞方式落地了。

苏俄第三代载人飞船叫“同盟”。它于1967年最先使用,接纳3舱式构型,即在返回舱前增添了1个轨道舱和交会对接机构,因此它不仅使航天员的生涯和事情空间扩大了,还能与空间站对接,为空间站接送航天员和物资。与前两代飞船相比,“同盟”内部可栖身容积增大了1倍,返回地面时的最大过载也由8~9g(重力加速率单元)削减到3~4g,这使航天员恬静多了。该飞船多次改型,包罗同盟T、TM、TMA、TMA-M、MG等,共发射了上百艘。这种第三代载人飞船至今仍活跃在天下载人航天的第一线,现在使用的“同盟MS”能搭载最多3名航天员,停靠在空间站215天。

苏联“东方”载人飞船

苏俄“同盟TMA”载人飞船

美国载人飞船:“阿波罗”载人登月

问:美国载人飞船曾载人登上月球,他们履历了怎样的生长历程?

答:美国研制的第一代载人飞船叫“水星”。它是目宿天下上唯一的1舱式飞船,于1961年4月至1963年6月使用,能乘坐1人。美国第一次载人轨道航行是在1962年2月20日,航天员格林乘坐“水星6号”载人飞船绕地球航行了3圈。

美国第二代载人飞船叫“双子星座”,于1965年投入使用,由返回舱和推进舱组成,可载2人,主要用途是为载人登月做准备。它先后完成了轨道灵活、交会对接和航天员空间出舱等试验义务。从1965年3月到1966年11月,“双子星座”飞船共举行了10次载人航行。虽然它与“水星”飞船形状相似,但其密封舱容积加大了;飞船各系统不再接纳“聚积”方式装在一起,而是按舱室形式安装;增添了交会雷达……这些使飞船性能大为提高。

美国第三代载人飞船叫“阿波罗”。它是目宿天下上唯一的登月式飞船,总高29米,重约46吨,由指令舱、服务舱和登月舱组成,可乘坐3人。其中指令舱是航天员生涯和事情的地方,为圆锥形,舱内充以34.3千帕的纯氧,温度保持在21~24℃;服务舱装有变轨推进剂和主发念头、燃料电池,能把飞船从月球轨道送回地面;登月舱是这种飞船独占的,由下降级和上升级组成,用于下降到月球外面和脱离月面。共有6艘“阿波罗”飞船送12名航天员实现了登月。

苏俄载人飞船的返回地址均为本国陆地,目的是为了保密。而美国载人飞船的返回地址都在海面,在海面接纳没有障碍物,易被发现,且缓冲性能好一些,但要求座舱密封性能好,海面搜索能力强。

值得一提的是,美国在生长载人飞船之外,还曾破费很大气力生长航天飞机。航天飞机是一种用途广、载重大、乘员多、较恬静的水平着陆有翼航天器,但成本高、较危险,以是美国在发射了135架次航天飞机后就让它提前退役了,转而重新研制载人飞船。现在,天下载人天地往返运输系统只有载人飞船。

美国“水星”载人飞船模子

美国“阿波罗”载人登月飞船模子

中国载人飞船:“神舟”一步跃至第三代载人飞船水平

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问:中国是继苏美之后,天下第三个自力生长载人航天器的国家,能否先容一下我国载人飞船生长的情形?

答:中国在2003年10月15日乐成发射了第一艘载人飞船“神舟5号”,使航天员杨利伟成为中国太空第一人,并使中国成为天下第三个自力生长载人航天器的国家。“神舟5号”接纳3舱式构型,到达天下第三代载人飞船的水平。

至今,我国已陆续乐成发射了6艘“神舟”载人飞船,把11名航天员、14人次送上了太空,以是该载人飞船在手艺上对照成熟。

“神舟”飞船接纳由轨道舱、返回舱和推进舱组成的3舱式构型,总长近9米,总重约8吨,乘员人数3人,飞船内航天员自由流动空间6立方米。飞船有用载荷质量在入轨时不小于300千克,返回时100千克。其可靠性为0.97,航天员的平安性为0.997。该飞船可自主航行7天,停靠航行180天。

轨道舱位于飞船前部,呈圆柱形。其侧壁有一内开式舱门。前端有交会对接装置。该舱用于航天员入轨后的事情、用饭、利便和睡觉。

返回舱呈钟形。外表为低密度烧融质料所包敷,设有两个伞舱。大底里装有4台固体缓冲发念头。该舱是航天员往返时的座舱,也是飞船的控制中央,具有着陆后支持航天员陆上生计48小时、海上生计24小时的能力。轨道舱和返回舱均为密封压力舱,舱内环境与地面基本一样,航天员流动的地方,被称为“一室一厅”。

推进舱接纳非密封结构,为飞船提供动力、电源、燃料等。尾部装有4台2.5千牛的变轨发念头,侧壁装有姿控发念头和24平方米主太阳电池翼。

“神舟”由系统总体和13个分系统组成。这些分系统涉及物理、医学等数十种学科领域,以是具有手艺多样性和研制庞大性。

为顺应差异阶段的义务转变,“神舟”飞船先后有三种手艺状态。一是初期试验手艺状态,“神舟5号”“神舟6号”载人飞船接纳这种手艺状态,特点是轨道舱上也装有一对太阳电池翼,返回舱返回地面后,轨道舱可留轨行使半年。二是出舱流动试验手艺状态,“神舟7号”载人飞船接纳这种手艺状态,特点是作废了轨道舱的太阳电池翼,不留轨行使,而且具有气闸舱的功效,增添了扶手,用于航天员空间出舱流动。三是天地往返运输器手艺状态,轨道舱不留轨行使,前端增装了交会对接装置,“神舟8号”以后的载人飞船都接纳这种手艺状态,用于为“天宫”提供载人天地往返运输服务。

“神舟”载人飞船有不少特点。例如,起点较高,没走美苏的老路,直接接纳3舱式构型;可一船多用,有的飞船轨道舱可留轨行使半年,相当于免费发射了1颗卫星;智能化水平高,接纳了信息手艺的最新功效,太阳电池翼能自动瞄准太阳;防热手艺和下降伞都具有天下先进水平,等等。

中国“神舟5号”载人飞船

中国“神舟11号”载人飞船

生长中的天下第四代载人飞船:中美俄各有高着儿

问:现在,美国、中国和俄罗斯正在鼎力生长天下第四代载人飞船,三个国家这方面的希望情形怎样?

现在,美国、中国和俄罗斯正在或已经研制出天下第四代载人飞船。第四代载人飞船的特点是:用途广,可一船多用,能飞往空间站,也可飞往月球甚至小行星和火星;能重复使用多次,以降低成本;运载能力增添,每次可以运送4~7人;接纳2舱式构型,但直径对照大,这样能降低成本,提高可靠性。

美国 *** 投资、洛马公司研制的第四代载人飞船“猎户座”主要用于载人深空探测。它由服务舱、乘员舱、发射中止系统以及飞船适配器组成,重约23吨,直径约5米。乘员舱内部仅有10个仪表盘左右,能带4~7名航天员;可重复使用10次。其服务舱来自欧洲货运飞船自动转移航行器,用于向乘员舱提供能源、热控制、燃料及动力。今年11月,美国设计发射无人“猎户座”到地月转移轨道,用于为工程师评估该飞船的深空显示提供主要线索,为未来的载人月球义务提供基础数据,为2024年航天员重返月球做好准备事情。

美国“猎户座”载人飞船

美国商用飞船“载人龙”是天下第一种投入适用的第四代载人飞船,2021年至少升空3次。它由前椎体、加压舱和服务舱三部门组成,最多可将7人送至近地轨道。加压舱内部操控台由4块可移动大型液晶触摸控制屏组成,航天员可从天花板上拉下触摸控制屏;没有逃逸塔,接纳首创的新型发射逃逸系统,自身装配的超级天龙座发念头系统,可在乘员从进入飞船到入轨的全历程中提供逃逸能力,这不仅能使飞船着陆更利便,还使飞船能重复使用;没有太阳电池翼,接纳非加压舱半笼罩体装式太阳能电池板,这样可阻止泛起展不开的故障,而且比睁开式太阳能电池同党使用率高,效能更好,由于无论哪个角度,只要有太阳光照,飞船就会吸收光辐射;可自力航行1周,能停靠航行210天。

美国波音公司正在研制另一种商用载人飞船“星际客船”,主要用于执行近地轨道义务。它由乘员舱和服务舱两部门组成,直径4.56米,长度5.03米,体积11立方米,发射质量13吨,乘员最多7名,可重复使用10次。其控制面板不到一米宽,上面没有许多按钮开关,接纳了波音发光二极管“天空照明”手艺,与波音787“梦幻客机”所用手艺相似。该飞船即将投入使用。

俄罗斯正在研制第四代载人飞船“雄鹰”。它甩掉了“同盟”的3舱式结构设计,接纳全新的2舱式设计,将用于取代“同盟”飞船执行近地轨道义务,可在轨自主航行近30天,也能停靠在空间站上近一年,未来还可用于载人登月。其内部空间是“同盟”的两倍,可搭乘4名航天员和500千克货物。它返回着陆前,将伸出4个装有减震器的支架,使飞船不会有强烈的撞击感。该飞船着陆精度要优于5千米,远比“同盟”25千米的着陆精度高,最大的特点就是可以多次重复使用,在地球轨道上或执行短期地月往返航行时可重复使用10次,在执行耐久与绕月轨道站对接义务时可重复使用不少于3次。

2020年5月5日,我国新一代载人飞船试验船升空,5月8日返回。它接纳2舱式构型,由返回舱和服务舱组成;返回舱接纳流通的倒锥型钝头体气动形状,每次可以运送4~7人,可重复使用多次;全长约9米,最大直径4.5米,最大发射重量23吨;既可以在近地轨道航行,也能完成载人月球探测等载人深空探测义务;除了继续了“神舟”的可靠、平安等优点外,在恬静性、经济性以及智能化水同等方面有了大幅提升;返回时接纳了由2具减速伞和3具主伞组成“群伞减速”接纳方案,返回舱落地前使用6个充气气囊辅助舱体平稳“软着陆”,最洪水平地保证了返回舱的平安、完整接纳。试验船航行义务的圆满乐成,标志着我国新一代载人飞船已具备雏形。

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