天舟一号
不但用于空间站补给,还可作为空间科学试验平台
记者:我国的货运飞船有何特点?
杨宇光:未来中国的载人空间站,将有几名航天员在轨长期驻留,在乘组轮换期间甚至将有两艘神舟飞船和更多的航天员短期同时在轨。显然,没有货运飞船的支持,是无法完成长期在轨驻留任务的。这也是中国航天研发天舟货运飞船的根本原因。
天舟一号是我国自主研制的首艘货运飞船,采用两舱构型,由货物舱和推进舱组成,总长10.6米,舱体最大直径3.35米,太阳帆板展开后最大宽度14.9米,起飞重量约13吨,物资上行能力约6吨,推进剂补加能力约为2吨,具备独立飞行3个月的能力,具有与天宫二号空间实验室交会对接、实施推进剂在轨补加、开展空间科学实验和技术试验等功能。
一方面,它由运载能力达13.5吨的新一代中型运载火箭“长征七号”发射,可以将重达6吨的货物送往中国未来的空间站。其有效载荷比例在目前所有的货运飞船中是最高的。
另一方面,天舟货运飞船充分继承了过去天宫一号、二号空间实验室和神舟飞船积累的技术基础,与进步号和ATV类似,天舟货运飞船也具备为空间站补加推进剂的能力,并将在天舟一号与天宫二号的对接任务中验证这项关键技术。天舟一号在今年的飞行任务中将面临诸多的技术挑战。
天舟货运飞船不但是中国未来空间站的补给飞船,由于它具备较长时间的独立自主飞行能力,因此还可以作为空间科学试验的平台。
记者:太空货运飞船以后能作星际飞行吗?
杨宇光:从进步一号到现在,货运飞船已经为人类在太空的长期驻留履行了近40年的职责,并仍将在国际空间站和中国空间站的运营中发挥不可替代的重要作用。未来针对近地轨道空间站的货运任务将朝着更高载荷比、更高效费比和更加灵活的方向发展,随着技术的进步不断升级换代。
但人类不可能长期只停留在近地轨道。近年来,世界各航天大国都将视野投向了月球甚至火星,并在自己的载人航天计划中落实相应的发展路线图。实际上,从美国阿波罗计划首次登陆月球,到现在已近半个世纪,单纯重复阿波罗计划的过程对各国都不是最理想的选择。因此,建设月球基地,以及在未来人类实现登陆火星后,建设火星基地,成为未来载人航天发展的重要考虑。
月球基地和火星基地的建设无疑是规模远超国际空间站的巨大工程,其技术难度和巨大的资金投入成为实现路径上的最大障碍,而其中一个非常关键的因素就是维持基地运行的货物运输,如何降低这一成本是全世界载人航天领域绕不开的重大课题。
以月球基地为例,如果能够通过单级入轨、完全可重复使用的登月舱,实现月球基地与绕月轨道之间的往返运输,再利用高比冲的电推进,实现绕月轨道与近地轨道之间的完全可重复往返轨道转移飞行器,就可以将月球基地的货物运输成本降低到近地轨道货运的水平。
当然,如果未来能在月球基地实现推进剂的制备,不但可以进一步降低货物运输的成本,还能够为组装巨大的火星飞船奠定坚实的基础,使人类真正进入开发太阳系的新纪元。