前景广阔的载人航天
时间：2020-12-08 20:00:28 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
2012年6月16日～29日，中国圆满完成了首次载人航天交会对接任务。按照中国载人航天“三步走”的发展战略，今后中国还将发射货运飞船、天宫二号和三号空间实验室，在太空建造60吨级大型空间站，并正在论证载人登月。
从世界载人航天发展的前景来看，除了充分利用已建成的国际空间站开展各种科学实验和技术试验外，一些航天大国和强国正在积极着手研制重型运载火箭和新型宇宙飞船，目的是近地轨道以远的深空载人探索，如载人探测、登陆小行星和火星。另外，近地轨道载人航天正朝着商业化方向开展，太空旅游业也日益繁荣。能水平起降的空天飞机研制工作又东山再起，取得了重要的阶段成果。
各国纷纷打造重型运载火箭
现在，美国、俄罗斯等国，把载人航天的目标都瞄准了月球、小行星和火星。为此，首先要研制出发射深空载人飞船的重型运载火箭。载人登月飞船一般在50吨左右，而且其奔月时的速度要求为10.9千米/秒，因此必须用近地轨道运载能力在60吨～120吨的重型运载火箭才能发射，发射载人小行星或火星飞船则需要运载能力更大的重型运载火箭。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次发射均以失败告终。
在重型运载火箭的研制方面，美国私营公司——太空探索技术公司一马当先，于2011年4月5日率先宣布了研制“重型猎鹰”的计划。“重型猎鹰”由标准的“猎鹰”9火箭捆绑两个液体燃料的“猎鹰”9第1级作为推进级组成，起飞推力为1700吨。该火箭近地轨道运载能力达53吨，每次发射成本预计为8000万～1.25亿美元。它虽然无法一次发射月球任务所需的所有设备，但可以分批发射各种不同设备。“重型猎鹰”拟于2013年首次从加州范登堡空军基地发射，随后的发射任务将转往佛罗里达州卡纳维尔角进行。
太空探索技术公司还在考虑研制更为强大的火箭——“超级载重火箭”，其运载能力将达到170吨。借助于这种火箭，无论是重返月球，进军火星或者其他更远天体都没任何问题。该公司已与美国航宇局签署一份合约，探索研制“超级载重火箭”的可能性。
2011年9月14日，美国航宇局也正式对外公布了美国新一代重型运载火箭——“太空发射系统”的方案。该火箭的研制采取了一种渐进式发展模式，其初始方案的近地轨道运载能力为70吨，改进后将达到130吨，可用于向近地轨道及更远的空间发射多用途乘员飞行器和大型有效载荷，以满足载人登陆小行星、载人进入火星轨道等深空探测的任务需求，和国际空间站商业乘员运输系统的备份运输工具。
“太空发射系统”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。其上面级由1台J-2X氢氧发动机提供动力。初始运载能力的火箭采用5段式航天飞机固体火箭助推器，改进后运载能力的火箭采用固体或液体助推器，目前多种助推器方案还在论证过程中。其首次试射计划在2017年。
一个国家进入太空的能力在很大程度上决定了其空间活动能力以及空间应用水平。我国发展重型运载火箭的初步总体方案，近地轨道运载能力130吨，具备一次发射将3人以上有效载荷送上月球，并从月球安全返回的能力。
新型飞船性能优异
目前，美国、俄罗斯正在研制新型宇宙飞船，其中新型载人飞船的共同特点是：一是用途广，一船多用，可以飞往空间站、月球、小行星和火星；二是可以重复使用，目前的宇宙飞船都是一次性使用的，所以成本高，可重复使用10次的载人飞船可以大大降低成本；三是运载能力大大增加，每次可以运送4人～7人。
美国洛马公司正在研制的“猎户座”多用途乘员飞行器采用类似“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。“猎户座”采用太阳能电池翼供电，所以功率大，时间长。“猎户座”由服务舱、乘员舱、发射异常中断系统以及飞船适配器组成，拟于2018年以后投入使用。
洛马公司拟用2艘对接在一起的“猎户座”进行载人登小行星。这2艘“猎户座”同时发射，其中1艘是载人的主“猎户座”飞船，另1艘是携带绝大部分的消费品。在到达小行星上空时，1名航天员将穿舱外航天服出舱，并通过载人机动装置漂浮到小行星上采集样本，用科学仪器进实验，另1名航天员留在舱内进行指挥。任务完成后，出舱航天员回到载人的主“猎户座”，然后主副“猎户座”飞船分离，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。采用2艘“猎户座”飞船对接的方案可以节省下大量的时间和成本。
其他的美国新型宇宙飞船由私营公司研制，采用商业运输模式运营，具有效率高、成本低、功能强、周期短等特点，用于满足近地轨道天地往返的需求。
2012年5月25日，美国太空探索技术公司研制的“龙”飞船首次与“国际空间站”对接，送去了一些货物。“龙”飞船分载货型和载人型两种，所以既可运货物，也能运乘员。载货型“龙”飞船能向空间站运送6000千克有效载荷，运回3000千克有效载荷；载人型“龙”飞船最多可将7名乘员送至近地轨道。“龙”飞船头锥部装有标准的国际空间站通用停泊装置，能被空间站遥控机械臂系统捕获。这种方式减少了飞船上对接系统的重量、成本和复杂性。载货型“龙”飞船已于2012年开始使用，载人型“龙”飞船将于2015年首次升空。
美国波音公司正在乘员航天运输-100飞船。该飞船外形类似于锥形的“阿波罗”或“猎户座”飞船，但体积比“猎户座”稍小，比“阿波罗”稍大，能够乘坐7人，但空间狭小，不如“猎户座”那么宽敞。首艘乘员航天运输-100载人飞船有望在2014年从佛罗里达州发射。不过，美国航宇局不是乘员航天运输-100飞船唯一的用户，该飞船还将为比格罗航天公司正在开发的私营充气式太空旅馆提供天地往返运。
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。它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。
