美國(guó)“半人馬座”上面級(jí) 全國(guó)兩會(huì)期間，全國(guó)政協(xié)委員,、中國(guó)航天科技集團(tuán)一院黨委書記梁小虹透露,，由該院研制的我國(guó)首個(gè)“太空擺渡車”――“遠(yuǎn)征一號(hào)”將于今年首次試飛。雖然此次首飛試驗(yàn)不執(zhí)行具體任務(wù),，但據(jù)悉將會(huì)模擬未來(lái)任務(wù)的全過(guò)程,。航空科普專家、《航空知識(shí)》副主編王亞男在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)表示,，“太空擺渡車”可視為航空領(lǐng)域又一“門檻級(jí)”技術(shù),，“遠(yuǎn)征一號(hào)”首飛成功則意味著我國(guó)在航空航天技術(shù)領(lǐng)域再進(jìn)一步。 梁小虹也指出,，掌握該技術(shù)后,，“太空擺渡車”將在我國(guó)未來(lái)的月球、火星等深空探測(cè)任務(wù)中,，在軌道轉(zhuǎn)移,、空間碎片清理等軌道服務(wù)中，在新材料、新技術(shù)驗(yàn)證等空間試驗(yàn)領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用,。 多用途的上面級(jí) 專家介紹說(shuō),，“太空擺渡車”并不神秘，它只是運(yùn)載火箭最上面的一級(jí)（或數(shù)級(jí)）,，也是最后一級(jí)（上面級(jí)以下的幾級(jí)被稱為基礎(chǔ)級(jí)）,，簡(jiǎn)稱之為“上面級(jí)”。通常,，有效載荷（如衛(wèi)星等）通常和上面級(jí)一起,，由基礎(chǔ)級(jí)運(yùn)載器發(fā)射進(jìn)入準(zhǔn)地球軌道或地球軌道，再進(jìn)一步由上面級(jí)送入預(yù)定工作軌道或預(yù)定空間位置,。 據(jù)媒體報(bào)道,，自上世紀(jì)80年代末開(kāi)始，我國(guó)先后研制出多型固體推進(jìn)劑上面級(jí),，共進(jìn)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(wù),，尚不具備處理復(fù)雜太空任務(wù)的能力,。 那么，“遠(yuǎn)征一號(hào)”與此前的運(yùn)載火箭上面級(jí)有何區(qū)別,？ 軍事評(píng)論員宋忠平在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說(shuō),，此前的運(yùn)載火箭上面級(jí)多采用固體推進(jìn)劑，無(wú)法重復(fù)點(diǎn)火,，故其所能執(zhí)行的任務(wù)也比較單一,；“遠(yuǎn)征一號(hào)”上面級(jí)采用液體推進(jìn)劑，能夠多次啟動(dòng),，在太空工作時(shí)間較長(zhǎng),，可以執(zhí)行多項(xiàng)、復(fù)雜任務(wù),。 “比如一次發(fā)射兩個(gè)以上衛(wèi)星,，這幾個(gè)衛(wèi)星處于不同軌道。運(yùn)載火箭推送到第一個(gè)預(yù)定軌道,，上面級(jí)點(diǎn)火釋放一顆,，到另外軌道，上面級(jí)再點(diǎn)火釋放另外一顆,，如此類推,。”宋忠平說(shuō),，“不妨認(rèn)為它是一種貨運(yùn)飛船,，既是一個(gè)運(yùn)載工具,，又是一個(gè)航天器，兼具二者的特性,?！?/FONT> 宋忠平告訴記者，“遠(yuǎn)征一號(hào)”上面級(jí)最大的特點(diǎn)就是液體推進(jìn)劑賦予它的具備多次重復(fù)啟動(dòng)的能力,。 也就是說(shuō),，“遠(yuǎn)征一號(hào)”上面級(jí)不再是單純的運(yùn)載火箭中的一級(jí)，或者說(shuō)它已不僅僅是個(gè)運(yùn)載工具,，到了太空，它就成了“太空擺渡車”,，背負(fù)起將有效載荷送入指定目的地的責(zé)任,。 王亞男還指出，被稱之為“太空擺渡車”的上面級(jí),，作為具有一定的軌道機(jī)動(dòng)能力的末段運(yùn)載器,，不僅能夠滿足航天器的變軌需求，增強(qiáng)了發(fā)射效率,，還有利于延長(zhǎng)衛(wèi)星在軌運(yùn)行的壽命,。 而由于“遠(yuǎn)征一號(hào)”上面級(jí)要求同時(shí)具備多種特性，被火箭設(shè)計(jì)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(jù)媒體報(bào)道,，“遠(yuǎn)征一號(hào)”是我國(guó)首次采用液體推進(jìn)劑的上面級(jí)，在軌工作時(shí)間可達(dá)6.5小時(shí),。 “遠(yuǎn)征一號(hào)”上面級(jí)能夠“在軌工作6.5小時(shí)”是什么概念,？王亞男告訴記者，6.5個(gè)小時(shí)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(fù)雜的發(fā)射和入軌,。 “‘太空擺渡車’在太空的機(jī)動(dòng)運(yùn)輸能力很強(qiáng)?！蓖鮼喣姓J(rèn)為,。“太空擺渡車”的問(wèn)世,，將大大增強(qiáng)我國(guó)運(yùn)載火箭的任務(wù)適應(yīng)性,。 宋忠平補(bǔ)充說(shuō)，從上面級(jí)自身整體設(shè)計(jì)來(lái)看,，它本身應(yīng)有姿態(tài)控制系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng),，作為小型“貨運(yùn)飛船”，它能向各級(jí)軌道輸送更多有效載荷,?！啊h(yuǎn)征一號(hào)’連續(xù)工作6.5小時(shí),，這時(shí)間足夠把不同載荷運(yùn)載到不同軌道；而且這幾個(gè)軌道可能差異很大,，包括近地軌道,、中高度軌道、遠(yuǎn)地軌道的連續(xù)變軌,?！?/FONT> 記者了解到，預(yù)定于地球同步轉(zhuǎn)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(yùn)行的衛(wèi)星通?？梢蕾嚮鸺厦婕?jí)將其送入軌道。不過(guò),，如果衛(wèi)星非常先進(jìn),，自帶星載遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，就不須用上面級(jí)也可進(jìn)入軌道,。相較之下,，“太空擺渡車”優(yōu)勢(shì)何在？ “通訊衛(wèi)星,、遙感衛(wèi)星等作為同步衛(wèi)星,，它們?cè)陲w行過(guò)程中可能會(huì)面臨軌道下降的問(wèn)題。這時(shí)候如果能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)微調(diào),，能延長(zhǎng)衛(wèi)星工作壽命,。”宋忠平告訴記者,，因此,，許多國(guó)家希望他們能夠發(fā)射具備星載發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的衛(wèi)星，“如果不計(jì)成本的話”,。 譬如此次我國(guó)為搜救馬航失聯(lián)班機(jī)MH370,，先后調(diào)度20余顆衛(wèi)星。其中一些遙感衛(wèi)星就需要通過(guò)星載發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)改變衛(wèi)星的軌道,，通過(guò)變軌讓它對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行掃描檢測(cè),。 然而，王亞男告訴記者,，衛(wèi)星自載動(dòng)力一般為高壓氣體,，而非搭載液體推進(jìn)劑，因其主要用于調(diào)整姿態(tài)等小幅度位置變動(dòng),，不需要大推力動(dòng)力系統(tǒng),；而作為“擺渡車”的上面級(jí)，它秉承“使用盡量少的推進(jìn)劑產(chǎn)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(zhuǎn)移）,，既可以發(fā)射單星,，又可以發(fā)射多星，在性能和設(shè)計(jì)上追求最優(yōu)解,。 “不能簡(jiǎn)單說(shuō)孰優(yōu)孰劣,，發(fā)展了上面級(jí)技術(shù)，會(huì)讓未來(lái)衛(wèi)星發(fā)射的選擇更多元,，根據(jù)需要來(lái)選擇衛(wèi)星的發(fā)射方式,。”宋忠平補(bǔ)充說(shuō),，與星載發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)相比,，利用“太空擺渡車”發(fā)射衛(wèi)星不僅成本相對(duì)較低，還更簡(jiǎn)單,，而“簡(jiǎn)單意味著更安全” ,。 太空垃圾回收車 “太空擺渡車”另外一個(gè)重要的使命，就是可提供軌道轉(zhuǎn)移,、空間碎片清理等軌道服務(wù)。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(duì)回收者造成實(shí)質(zhì)性威脅,。”宋忠平認(rèn)為,，未來(lái)“太空擺渡車”或能夠同時(shí)具有機(jī)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(yù)定軌道的動(dòng)作比作“卸車”，那么從特定軌道回收太空垃圾的動(dòng)作就是“裝車”,?！皵[渡車”上如果有“機(jī)械臂”的話，那么這兩個(gè)動(dòng)作都將變得相對(duì)輕松和靈活,。而且,，太空垃圾多為報(bào)廢衛(wèi)星，如果抓回來(lái)之后還能軟著路,，對(duì)報(bào)廢衛(wèi)星進(jìn)行回收,，還具有一定的研究?jī)r(jià)值。 “美國(guó)已經(jīng)在這條路上走在了前列,?！彼沃移秸J(rèn)為，利用太空飛船或“太空擺渡車”來(lái)釋放,、收回衛(wèi)星更為靈活,，應(yīng)用更為廣泛,，驗(yàn)證和發(fā)展機(jī)械臂技術(shù)是未來(lái)需要考慮的方向。 “包括在空間站建設(shè)中,，這些技術(shù)都是必不可少的,。”宋忠平告訴記者,，飛船與國(guó)際空間站的兩種對(duì)接方式,，其中一種就類似機(jī)械臂的抓取，“太空機(jī)械臂在未來(lái)太空探索中必將發(fā)揮重要作用,，我們需要逐步掌握”,。 轉(zhuǎn)自求是理論網(wǎng)-科學(xué)普及 |
