美國“半人馬座”上面級 全國兩會期間,，全國政協(xié)委員,、中國航天科技集團一院黨委書記梁小虹透露,，由該院研制的我國首個“太空擺渡車”――“遠征一號”將于今年首次試飛。雖然此次首飛試驗不執(zhí)行具體任務,，但據悉將會模擬未來任務的全過程。航空科普專家,、《航空知識》副主編王亞男在接受《中國科學報》記者采訪時表示,，“太空擺渡車”可視為航空領域又一“門檻級”技術，“遠征一號”首飛成功則意味著我國在航空航天技術領域再進一步,。 梁小虹也指出,，掌握該技術后，“太空擺渡車”將在我國未來的月球,、火星等深空探測任務中,，在軌道轉移、空間碎片清理等軌道服務中,，在新材料,、新技術驗證等空間試驗領域中發(fā)揮重要作用。 多用途的上面級 專家介紹說,，“太空擺渡車”并不神秘,，它只是運載火箭最上面的一級（或數(shù)級），也是最后一級（上面級以下的幾級被稱為基礎級）,，簡稱之為“上面級”,。通常，有效載荷（如衛(wèi)星等）通常和上面級一起,，由基礎級運載器發(fā)射進入準地球軌道或地球軌道,，再進一步由上面級送入預定工作軌道或預定空間位置。 據媒體報道,，自上世紀80年代末開始,，我國先后研制出多型固體推進劑上面級，共進行了10次飛行,，全部取得成功,。但這些只能滿足某種單一任務，尚不具備處理復雜太空任務的能力,。 那么,，“遠征一號”與此前的運載火箭上面級有何區(qū)別,？ 軍事評論員宋忠平在接受《中國科學報》記者采訪時說，此前的運載火箭上面級多采用固體推進劑,，無法重復點火,，故其所能執(zhí)行的任務也比較單一；“遠征一號”上面級采用液體推進劑,，能夠多次啟動,，在太空工作時間較長，可以執(zhí)行多項,、復雜任務,。 “比如一次發(fā)射兩個以上衛(wèi)星，這幾個衛(wèi)星處于不同軌道,。運載火箭推送到第一個預定軌道,，上面級點火釋放一顆，到另外軌道,，上面級再點火釋放另外一顆,，如此類推?！彼沃移秸f,，“不妨認為它是一種貨運飛船，既是一個運載工具,，又是一個航天器,，兼具二者的特性?！?/FONT> 宋忠平告訴記者,，“遠征一號”上面級最大的特點就是液體推進劑賦予它的具備多次重復啟動的能力。 也就是說,，“遠征一號”上面級不再是單純的運載火箭中的一級,，或者說它已不僅僅是個運載工具，到了太空,，它就成了“太空擺渡車”,，背負起將有效載荷送入指定目的地的責任。 王亞男還指出,，被稱之為“太空擺渡車”的上面級,，作為具有一定的軌道機動能力的末段運載器,，不僅能夠滿足航天器的變軌需求,，增強了發(fā)射效率，還有利于延長衛(wèi)星在軌運行的壽命,。 而由于“遠征一號”上面級要求同時具備多種特性,，被火箭設計師稱之為真正意義上的“太空擺渡車”,。 發(fā)射衛(wèi)星新手段 據媒體報道，“遠征一號”是我國首次采用液體推進劑的上面級,，在軌工作時間可達6.5小時,。 “遠征一號”上面級能夠“在軌工作6.5小時”是什么概念？王亞男告訴記者,，6.5個小時足夠部分衛(wèi)星完成大幅度的變軌,，或者完成某種衛(wèi)星較為復雜的發(fā)射和入軌。 “‘太空擺渡車’在太空的機動運輸能力很強,?！蓖鮼喣姓J為?！疤諗[渡車”的問世,，將大大增強我國運載火箭的任務適應性。 宋忠平補充說,，從上面級自身整體設計來看,，它本身應有姿態(tài)控制系統(tǒng)和導航系統(tǒng)，作為小型“貨運飛船”,，它能向各級軌道輸送更多有效載荷,。“‘遠征一號’連續(xù)工作6.5小時,，這時間足夠把不同載荷運載到不同軌道,；而且這幾個軌道可能差異很大，包括近地軌道,、中高度軌道,、遠地軌道的連續(xù)變軌?！?/FONT> 記者了解到,，預定于地球同步轉移軌道（或稱“地球靜止軌道”，特指衛(wèi)星或人造衛(wèi)星垂直于地球赤道上方的正圓形地球同步軌道）環(huán)境運行的衛(wèi)星通?？梢蕾嚮鸺厦婕墝⑵渌腿胲壍?。不過，如果衛(wèi)星非常先進,，自帶星載遠地點發(fā)動機,，就不須用上面級也可進入軌道。相較之下,，“太空擺渡車”優(yōu)勢何在,？ “通訊衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星等作為同步衛(wèi)星,，它們在飛行過程中可能會面臨軌道下降的問題,。這時候如果能啟動發(fā)動機微調,，能延長衛(wèi)星工作壽命?！彼沃移礁嬖V記者,，因此，許多國家希望他們能夠發(fā)射具備星載發(fā)動機技術的衛(wèi)星,，“如果不計成本的話”,。 譬如此次我國為搜救馬航失聯(lián)班機MH370，先后調度20余顆衛(wèi)星,。其中一些遙感衛(wèi)星就需要通過星載發(fā)動機來改變衛(wèi)星的軌道,，通過變軌讓它對目標區(qū)域進行掃描檢測。 然而,，王亞男告訴記者,，衛(wèi)星自載動力一般為高壓氣體，而非搭載液體推進劑,，因其主要用于調整姿態(tài)等小幅度位置變動,，不需要大推力動力系統(tǒng)；而作為“擺渡車”的上面級,，它秉承“使用盡量少的推進劑產生盡量大的推力”,，有能力把衛(wèi)星送到不同軌道的不同位置（甚至是地火軌道轉移），既可以發(fā)射單星,，又可以發(fā)射多星,，在性能和設計上追求最優(yōu)解。 “不能簡單說孰優(yōu)孰劣,，發(fā)展了上面級技術,，會讓未來衛(wèi)星發(fā)射的選擇更多元，根據需要來選擇衛(wèi)星的發(fā)射方式,?！彼沃移窖a充說，與星載發(fā)動機技術相比,，利用“太空擺渡車”發(fā)射衛(wèi)星不僅成本相對較低,，還更簡單，而“簡單意味著更安全” ,。 太空垃圾回收車 “太空擺渡車”另外一個重要的使命,，就是可提供軌道轉移、空間碎片清理等軌道服務,。然而,，“打掃太空垃圾”絕非易事。 “怎么收集太空垃圾？如何處理,？太空垃圾首先不能對回收者造成實質性威脅,?！彼沃移秸J為,，未來“太空擺渡車”或能夠同時具有機械臂功能。 如果把利用“太空擺渡車”發(fā)射和釋放衛(wèi)星到預定軌道的動作比作“卸車”,，那么從特定軌道回收太空垃圾的動作就是“裝車”,。“擺渡車”上如果有“機械臂”的話,，那么這兩個動作都將變得相對輕松和靈活,。而且，太空垃圾多為報廢衛(wèi)星,，如果抓回來之后還能軟著路,，對報廢衛(wèi)星進行回收，還具有一定的研究價值,。 “美國已經在這條路上走在了前列,。”宋忠平認為,，利用太空飛船或“太空擺渡車”來釋放,、收回衛(wèi)星更為靈活，應用更為廣泛,，驗證和發(fā)展機械臂技術是未來需要考慮的方向,。 “包括在空間站建設中，這些技術都是必不可少的,?！彼沃移礁嬖V記者，飛船與國際空間站的兩種對接方式,，其中一種就類似機械臂的抓取,，“太空機械臂在未來太空探索中必將發(fā)揮重要作用，我們需要逐步掌握”,。 轉自求是理論網-科學普及 |
