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未来爸爸去哪儿

2014-06-23杭添仁

航空知识 2014年4期
关键词:猎户座载人空间站

杭添仁

去年,荧屏上最火的应该是《爸爸去哪儿》了,从北京灵水村到东北雪乡,孩子们体验了国内许多有意思的地方。红火的剧总有续集,那下一季村长要带孩子们去哪儿呢?如果跟张天天说未来可以去太空录节目,他一定会捧场吧。不骗人,也许他真的能带他儿子张小天天去呢!

搭乘什么飞

去全国各地录制《爸爸去哪儿》得先坐飞机,但要录太空版的,就得先搭乘火箭了。路费似乎有点儿贵,那就暂定由美国航空航天局赞助“箭”票吧。

2014年1月15日,美国航空航天局公布了正在建造的全球最大火箭——“航天发射系统”的最新照片。它高约117米、重约3 000吨。这个庞然大物近地轨道运载能力达130吨,就算上世纪的运载火箭巨无霸——美国“土星”5号和苏联“能源”号两大重型运载火箭站在他面前也要相形见绌。“航天发射系统”定于2017年首次试飞,据称有望在未来人类登陆火星任务中扮演重要角色。

重型运载火箭的再次回归当然不是为了争《爸爸去哪儿》的冠名权。一直小步快跑的美国已把载人航天的目标瞄准了小行星(2025年左右实施)和火星(2035年左右实施)。载人登月飞船一般在50吨以上,且其奔月时的速度要求达到10.9千米/秒,因此需用近地轨道运载能力在60~120吨的重型运载火箭才行。由于小行星或火星离地球更远,飞行的时间更长,即为航天员携带的环境控制和生命保障资源大大增加,所以载人登小行星飞船或载人登火星飞船会更大,且飞行速度要达到第二宇宙速度——11.2千米/秒。因此发射载人登小行星飞船或载人登火星飞船需用运载能力更加惊人的重型运载火箭。

当年美苏竞争载人登月时苏联之所以败给美国,最重要的原因就是苏联研制的N1重型火箭4次发射失败。由此可见,重型运载火箭在深空载人探测中具有举足轻重的作用。没车,再好的地方也到不了。美国在运载火箭领域一直超前发展,目前的最大目标和主要任务就是挑战“三大”——研制难度大、投资大、风险大的重型运载火箭,以保持住其在航天领域的霸主地位。

美国太空探索技术公司一马当先,于2011年4月5日率先宣布将研制“重型猎鹰”的计划,抢了美国航空航天局的风头。该火箭近地轨道运载能力达53吨,但运送成本却只需大约8 000万~1.25亿美元。按照原计划今年将首次从加州范登堡空军基地发射。“重型猎鹰”由标准的“猎鹰”9号火箭捆绑两个液体燃料的“猎鹰”9号第1级作为推进级组成,推力为1 700吨。即使这样也无法一次发射地外星球任务所需的所有设备,但它胜在可以分批发射,然后在太空对接,搭好积木后再组团飞往地外星球。多次发射再对接的方式虽可以降低重型运载火箭的研制难度,但对接次数的增多,会增加成本且容易出现故障。

“航天发射系统”于2011年9月14日对外公布。芯级直径8.38米,采用航天飞机主发动机RS-25D/E,初始运载能力70吨的重型火箭使用3台,改进后运载能力130吨的重型火箭使用5台。上面级由1台J-2X氢氧发动机提供动力。该火箭不仅大量利用了航天飞机的技术,还借鉴了原计划用于“星座计划”但现已下马的“战神”5号重型运载火箭的设计思路。

开什么车

下了飞机还得坐高大上的小汽车,但咱这太空版的,某汽车品牌应该是赞助不起的,别的车也开不过去,勉勉强强开飞船吧。

美国、俄罗斯都正在研制新型载人飞船,且都是可多次使用的多目标型号,即一船多用,可以飞往空间站,也能飞往月球、小行星或火星。目前的载人飞船都是一次性使用的,成本高,而新型载人飞船可重复使用10次,因此能大大降低成本。

美国航空航天局投资,洛马公司正在研制的“猎户座”多用途乘员飞行器采用类似以前“阿波罗”飞船的舱段构型,尤其是其乘员舱和“阿波罗”飞船的指令舱异常相似,为圆锥形,只是舱内空间比“阿波罗”指令舱大1倍。此外还有服务舱、飞船适配器和发射逃逸系统。

2013年12月,“猎户座”发射逃逸塔在肯尼迪航天中心建造完成,它是首个自主控制的逃逸系统,包含逃逸发动机、姿态控制发动机和分离发动机,采用可节流的固体火箭发动机进行姿态控制,并且使用了全新的反推力逃逸发动机、固体推进剂。

今年1月16日,专家对“猎户座”的降落伞系统进行了测试。1月下旬,首个“猎户座”的服务舱建成。服务舱位于乘员舱的下方、火箭的上方。由于首飞的“猎户座”不载人,所以其服务舱不具备未来工作型服务舱的很多关键性能,未来的工作型服务舱将载有水、氧气和氮气,可提供电力、隔热、轨道转移、姿态调整所需的推进力。“猎户座”飞船的乘员舱也将很快造出。

今年9月,首个无人试验型“猎户座”将发射,它进入高约5 700千米的地球轨道(比“国际空间站”运行轨道高15倍),绕地球飞行两周,历时4个小时。然后再以3.2万千米/小时的速度重返大气层。美国还计划在2017年执行“猎户座” 无人环绕月球飞行任务。届时,该飞行器将绕月球飞行大概3个星期。其载人飞行将在2021年后进行。

2艘对接在一起的“猎户座”进行载人登小行星,这是洛马公司的设想。2艘同时发射,1艘载人,另1艘携带绝大部分的消费品。登陆返回时,载人的主“猎户座”飞船发动机点火返回地球,无人的副“猎户座”飞船继续进行小行星的科学观测。

2012年5月起,美国太空探索技术公司研制的“龙”飞船已正式开始向 “国际空间站”提供货物运输。根据与美国航空航天局总额16亿美元的合同,太空探索技术公司将用“龙”飞船向“国际空间站”进行至少12次货物运输。“龙”飞船分载货型和载人型两种。目前已使用的载货型“龙”飞船能向空间站运送6 000 千克有效载荷,运回3 000千克有效载荷。载人型“龙”飞船目前在研,最多可将7名乘员送至近地轨道。原定2015年首次升空,但现在看进度有可能推迟。

俄罗斯正在研制“新一代载人航天运输系统”,首次载人任务计划在2018年进行。它能运载6人和500千克货物到近地轨道,易于改装进行不同组合,有“绕地型”和“月球型”两种。其乘员舱拟采用可重复使用的防热瓦,而美国的“猎户座”防热材料采用阿波罗时期的烧蚀性绝热系统。2009年10月28日,俄罗斯还宣布将研制核动力宇宙飞船。这种飞船配置的核反应堆功率将达兆瓦级,能降低飞船发射和运行时的能耗,满足载人火星探测、星际旅行和为空间站提供服务的需要。

报哪个旅行社好呢

太空那种地方,自由行,想想有点儿没底,那就报个靠谱的旅行社吧。虽然从2001年世界第1个太空游客蒂托乘俄罗斯飞船上天并进入“国际空间站”开始到现在,只有7人8次到太空旅过游。但是看着上面火箭、飞船的研制进度,张天天带着儿子去太空玩,那也是指日可待呀。这不,全球首家私人太空旅游公司——英国维珍银河航天公司拟于2014年或2015年推出亚轨道飞行的太空旅游业务。

这里的亚轨道旅游是指把游客送到100千米高的太空边缘后就马上返回地面,并不绕飞地球,在这一短暂过程中游客既能感受5分钟的失重,也可目视长达数千千米的地球弧线表面,欣赏美丽的地球,且费用比轨道飞行便宜得多。

“太空船”2号由美国斯凯尔德复合技术公司为英国维京银河航天公司研制,长18米,能搭载两名机组人员和6名乘客。今年投入实际运营后,它将搭载在“白色骑士”2号飞机上从位于美国新墨西哥州的的太空港起飞,进入地球上方大气层。当抵达离地球15千米高空时,“太空船”2号与“白色骑士”2号飞机分离,前者依靠自身采用固态橡胶复合物和液态氮氧化物燃料的混合动力火箭发动机,爬升至地球上空逾100千米处。让旅客远眺地球与太空的壮丽美景,并体验5分钟失重状态后,通过滑翔方式最终安全降落在莫哈比沙漠中的跑道上。其票价为每人单次22.2万美元。维京银河航天公司说,现已经接受大约580名太空游旅客缴纳的合计超过7 000万美元“定金”。

除了维珍,美国太空探险公司计划用“山猫”号亚轨道太空飞机开展亚轨道太空旅游业务。“山猫”号尺寸大致相当于一架小型私人飞机,不过乘员较少,可搭载一名飞行员和一名乘客。它以液体燃料火箭发动机为动力,从跑道起飞,能飞至距地面约100千米的高度,最终在跑道上着陆。整个飞行过程约30分钟,包括体验几分钟的失重状态。返回时要经受历时30秒4倍于自身体重的超负荷重力。据悉,“山猫”号2015年投入使用,在参加美国太空探险公司的首批100名游客中,中国占6个名额。6个,这是哪三对儿父子啊。

相比较而言,俄罗斯就显得上档次很多,计划开展太空行走旅游和月球旅游。在轨道飞行旅游费用的基础上再交1 600万美元,就可在1名职业航天员的陪护下太空行走90分钟。月球旅游的时间为2周,游客搭乘“联盟”号系列飞船升空后先前往“国际空间站”,在站内停留1周之后再乘坐“联盟”号前往月球,大约1周后返回。不过,搭乘“联盟”号飞船的月球观光客不在月球表面着陆,只对月球进行近距离参观,费用为1.5亿美元。很确定《阿凡达》导演卡梅隆已报名。也就是说,跟这个团都不用带导演呢。

2013年,美国一家公司推出一个“乘热气球看地球”的项目,计划在2016年让8名乘客坐着氢气球到约30千米高空“看地球”,一次旅行需花费约4.5万英镑。从目前来看,要是害怕惊心动魄的发射瞬间,这类旅行是最适合亲子游的项目了。

住哪个宾馆

出去玩,得让孩子们吃好住好。美国和俄罗斯都在计划建造太空旅馆,2020年前运营,住24小时的费用为400万美元。虽然,实在是有些贵,但舒适性也是值得期待的,而且绝对保证配置统一,不用爸爸们玩儿命奔跑去抢房间。应该说太空旅馆的可靠与舒适性远高于目前的空间站,每个客房不但为旅客们提供了大型观景舷窗,在旅馆的监控室中还配有双筒望远镜和相机,孩子们可以借此尽情享受美丽的地球景色和星系并拍照留念。另外,太空游客可以选择垂直床或者水平床,就是不知道够不够长,张天天长大后,也会是个长腿欧巴呀。全密闭式的淋浴间,能够有效防止水珠四处乱飞,以防止水流进不该去的地方。太空旅馆上的食物更加精细,旅客们可以便捷地吃上小牛肉炖野蘑菇、豌豆泥、土豆汤和果盘等丰盛的食物。太空旅馆内装有冰箱,冰茶、矿泉水和果汁等多种冰镇饮料应有尽有,这下王诗龄大朋友就能安分录节目了。旅馆内的空气总是新鲜的,因为空气过滤系统会除掉舱内的异味和细菌,即使森碟遗传了田亮的小洁癖也不怕了。

其实也不一定非要住外国酒店。2020年,我国的空间站就将全面建成了,计划在轨运行10年。掐指一算,时间刚刚好。到时候,长大了的孩子们带着新一代小朋友先飞去海南文昌,坐进“天舟”里,稳稳地搭乘“长征”5号B火箭发射升空。进入“天宫”后,住在核心舱“天和”里,在实验舱“问天”里比赛哪对父子种的太空豆芽长得快。想想就是个会火的策划,大家快推荐给湖南卫视,我们就不收策划费了,记得在片尾鸣谢《航空知识》就好。

责任编辑:武瑾媛

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