天舟一號升空 中美航天发展走向殊途

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2017-04-20 07:36:08

中國人對太空的夢想,存在于遠古各類神話傳說中,嫦娥奔月、夸父逐日的故事伴隨著無數人的童年;對天地、自然等事物現象的好奇,古籍中亦并不鮮見,早在戰國時期,屈原已作《天問》。

就在北京時間4月20日19時41分,中國自主研制的首艘貨運飛船天舟一號,在海南文昌航天发射場搭乘長征七號火箭升空,給中國人的太空之旅又添上了重要的一筆。


天舟一號貨運飛船的“獨門功夫”(圖源:VCG)

天舟一號的使命

天舟一號將與天宮二號空間實驗室交會對接,通過“太空加油”技術,為其補充能量。對于天舟一號的使命,中國航天科技集团在其微信公眾號一篇文章中形象寫道:“給航天員送吃的、用的,給航天器送推進劑——天舟一號3次交會對接,3次在軌補加就是為了完成這兩件事。”

另外,天舟一號還搭載了非牛頓引力實驗等10余項應用載荷,將在軌開展空間科學及技術試(實)驗。


整裝待发時的天舟一號貨運飛船(圖源:VCG)

公開報道顯示,天舟一號全長10.6米,整船最大裝載狀態下重量13.5噸,是目前中國體積最大、重量最重的航天器,其運載能力也居世界現役貨運飛船首位。本領多多的它,具備獨立飛行3個月的能力,具有與天宮二號空間實驗室交會對接、實施推進劑在軌補加、開展空間科學實驗和技術試驗等功能。

中國筑夢太空的規划

中國是世界上第三個實現載人航天的國家,美國、苏聯早在上世紀就已開展載人航天工程,并各自獨立完成了空間站的建設。在太空賽跑中,中國出发時間已然晚了西方一個世紀。與成熟的美國及俄羅斯載人航天工程相比,中國目前進行的天宮系列空間站建設,無論在規模還是經驗上,都存在著不小的差距。

中國載人航天工程已明確“三步走”发展戰略:第一步,发射載人飛船,建成初步配套的試驗性載人飛船工程,開展空間應用實驗;第二步,突破航天員出艙活動技術以及空間飛行器的交會對接技術,发射空間實驗室,解決有一定規模的、短期有人照料的空間應用問題;第三步,建造空間站并且解決較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。天舟一號的首飛,意味著中國載人航天工程順利完成“三步走”戰略中的“第二步”任務,為空間站建設夯實了技術基礎。

現如今,除了中國的天宮系列空間實驗室,人類唯一正在進行的載人航天工程,皆在多國合作的國際空間站上運行。到目前為止,中國所有載人飛行器的发射、回收,實驗艙的對接及控制,貨運艙的发射等試驗項目,均保持著無一失敗的佳績,這在美國、俄羅斯載人航天历史上均是未曾做到的。

中美航天发展走向殊途

從公眾的角度來看,中美航天发展已走向殊途。中國集舉國之力,发展載人航天,而在美國,除了官方的國家航天局,私人公司已能獨立完成火箭設計、制造和发射任務。

SpaceX這家美國民營太空探索技術公司,研制了回收式“獵鷹號”運載火箭,发射后可垂直落回到发射基地,通過檢修和燃料填充后即可進行下一次发射。而另一家美國公司,逃逸動力公司(Escape Dynamics)正在研发不需要化學燃料的更新一代航天飛機。僅以私營企業之力,卻几乎超越了中國舉國研究之成果。

必须承認,與美國的火箭技術能力相比,中國火箭当下的发展水平較低,其最大有效載荷的差距即是最大的短板。火箭的載荷重量將直接限制神舟、天宮系列飛船的設計和配重,早前運送神舟和天宮系列飛船的長征二號系列F改型火箭,就僅能實現將8.8噸的載荷運送到近地軌道。

這次天舟一號搭乘的長征七號火箭,其運載能力達到近地軌道14噸,為未來建造空間站提供了有力支持,但是若放眼世界,差距立現。對比正在太空運行的國際空間站,“曙光”號工作艙的重量為24.2噸,而其中的“团結”號節點艙重量即達11.6噸。早在1967年,美國就已制造出世界上最大的運載火箭“土星五號”,其近地軌道有效載荷高達139噸,飛往月球軌道的有效載荷為47噸。

于中國而言,天舟一號的发射讓很多人看到了中國航天彎道超車的可能,但也必须正視到,除前文提到的发射回收技術、最大有效載荷的差距,在這場太空逐夢中,中國的航天发動機技術,包括工業設計、加工、材料以及能源、電子技術等均需要實現質的突破。

夢想總是美好的,但追逐夢想的過程必然是艱辛且漫長的。

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撰寫:劉言

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