俄载人飞船复飞(苏联的载人飞船)
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成功着陆!人飞美宇航员又坐俄飞船回地球,船复俄宇航员交出空间站指挥权
在我们的飞苏飞船空间站建造工作稳步推进之际,国际空间站则不断出现各种状况,载人之前我们看到不少关于国际空间站出现故障的俄载问题,包括漏气、人飞翻滚等。船复可能是飞苏飞船国际空间站已经运行了相当长的时间,所以有一些设备已经老化,载人漏气等问题可能就在所难免了。除了这些客观因素会影响到国际空间站的安全运行外,还有很多因素也会影响到国际空间站的运行。
说到这,相信很多朋友都已经想到美国的宇航员马克·范德·海(Mark Vande Hei),因为在前段时间网络上盛传马克·范德·海可能要被俄罗斯“抛弃”在国际空间站。最初的计划是,马克·范德·海在2022年3月30日和另外2名俄罗斯的宇航员一起乘坐联盟MS-19号飞船返回地球,但是由于前段时间国际空间站出现了“分家”危机,所以网络上就传出俄罗斯的联盟MS-19号飞船将如期返回地球,但是不让马克·范德·海一起坐飞船回来,而是让他继续留在国际空间站。
这一个情况,也确实是让马克·范德·海非常担心,他的母亲也表示已经她哭了好几天,害怕儿子不能按时回来。不过后来俄罗斯表示,允许马克·范德·海乘坐俄罗斯的载人飞船返回地球,因为俄罗斯认为在国际空间站的宇航员安全是最重要的事情。
在当地时间2022年3月30日,联盟MS-19号飞船与国际空间站分离,搭载2名俄罗斯宇航员和1名美国宇航员开始返回地球,经过几个小时的飞行,飞船顺利在哈萨克斯坦着陆,现在这3名宇航员都已经出舱。
从分享出来的画面中,我们可以看得到宇航员在出舱的时候也是坐着的,周围还有很多工作人员围着他。这是因为这些宇航员已经在国际空间站内生活、工作了很长时间,其中马克·范德·海的飞行时间长达355天了,长时间在外太空飞行,宇航员的身体必然是会受到很大的影响。
其中一个影响就是重力环境的变化。在地面我们会受到重力的束缚,但是在地球轨道飞行的飞船速度非常快,产生的离心力足以抵消重力,所以在飞船内的宇航员就处于微重力或者0重力的状态,也就是漂浮起来。在微重力、0重力环境下,我们的身体不仅仅会漂浮起来,我们的身体还会出现骨质疏松、肌肉萎缩的情况。当他们从外太空返回到地面时,需要很长的一段时间才能适应地球表面的重力,不能随便就站立行走,为了他们的安全,只能把他们从飞船内抬出来,让他们坐在椅子上休息。
这样的情况在宇航员中是很常见的,之前在1999年俄罗斯宇航员谢尔盖·阿夫杰耶夫在和平号空间站内生活了1年时间,从和平号空间站返回地球时,他实在是太虚弱了,所以根本就没法站立行走,甚至都没法在椅子上端坐着,前前后后他花了1年时间才重新适应了地球表面的重力。所以作为一名宇航员真的很难,他们的太空飞行经历也是很艰苦的,不是一般人能够承受得了的。
在联盟MS-19号飞船返回地球之前,国际空间站内举行了一个特殊的仪式,俄罗斯的宇航员安东·什卡普列罗夫将国际空间站“钥匙”交给了美国宇航员托马斯·马什伯恩,安东·什卡普列罗夫表示托马斯·马什伯恩将成为一个专业的国际空间站指挥官。俄罗斯的宇航员将国际空间站的指挥权交出来了,这是怎么回事?难道俄罗斯真的不参与国际空间站的运营了吗?
其实并不是这样的,国际空间站由16个国家参与建造、运营,这个空间站的指挥权是轮流掌握的,虽然现在俄罗斯的宇航员将指挥权交给了美国的宇航员,但是在今年4月底美国宇航员马什伯恩又会将把指挥权移交给俄罗斯宇航员奥列格·阿特米耶夫。所以,国际空间站的指挥权的移交,其实是一个很正常的流程,并不是国际空间站要“分家”。
有关俄罗斯航天业的发展历程和最新成果
俄罗斯在航天方面曾一度与美国比肩,但由于政府的支持力度及本国经济发展等因素,导致俄罗斯航天发展面临重重困难。例如,仅发展俄罗斯导航卫星群一项计划的资金差额就有28.46亿卢布(约1.02亿美元)。由于缺少资金,阻止了2003年再次发射三颗导航卫星,以及2005年再次发射新型导航卫星(被推迟到2008年)。
尽管存在诸多不利因素,俄罗斯相关部门仍然积极制定了新的航天政策,要求对航天工业现行体制进行改革,以图保持世界航天大国的地位。经过各方的积极努力,俄罗斯的航天发射活动在2005年继续保持了世界领先势头,发射量连续两年居世界第一。在美国航天飞机复飞几经推迟的情况下,2005年,国际空间站的运输工作主要由俄罗斯负责,俄罗斯在发展国际空间站的同时,重点提出航天器的发射及卫星性能改进。俄罗斯联邦航天局长波米诺夫接收俄新社独家采访时强调,新航天计划是一项国家经济战略。
一、航天发射
2005年12月27日, 俄罗斯联邦航天局长波米诺夫发表言论称,2005年俄罗斯的航天发射量依旧占居世界第一位(参见文末“附录:2005年世界航天发射表”),共进行24次运载火箭发射,占世界航天发射总量的45%,连续两年居世界第一位。其中,“联盟”号系列运载火箭发射占18.9%,“质子”号系列占11.3%。2005年美国运载火箭发射12次,发射量占世界航天发射总量22.6%;欧洲航天发射5次,占总量9.4%。
商业服务为俄罗斯创造了物质财富,每年该国航天公司签订外国合同总计可达7亿美元。在2005年7月俄罗斯政府批准的2006-2015年联邦太空计划中,大力发展航天运输业务是俄罗斯最具有竞争性的优势。俄罗斯将发射多种卫星入轨,增加在全球发射市场上所占的比例。
2005年,俄共有3次发射失败:
6月21日,携带俄罗斯国防部“闪电”-3K通信卫星“闪电”-M(Molniya-M)火箭从普列谢茨克升空后不久坠毁。 原因可能是火箭第三级发动机失灵,或第三级与第二级分离指令失败。分析认为:火箭及卫星的主要部分在再入密集大气层时已经烧毁。
10月8日,俄罗斯“罗克特”(Rokot)火箭发射欧空局Cryosat卫星时出现故障,第二级没能分离,卫星坠毁。原因可能是箭上飞行控制系统指令错误,导致主发动机在应当熄火时继续运行,从而耗尽了火箭上的全部燃料。俄罗斯随后暂停“罗克特”火箭的发射。欧空局被迫决定重新建造Cryosat卫星。
10月27日,俄罗斯“宇宙”-3M发射的一箭八星中,主要载荷Mozhayets-5卫星未能进入指定轨道。该卫星旨在进行光学试验,航天官员已与卫星失去联系。
除了致力于发射外,2005年时逢拜科努尔航天发射场50周年之际,俄罗斯还将对其进行全面现代化改造。2005年俄哈达成协议,在拜科努尔发射场为新型的“安加拉”运载火箭建造一座专用发射架;“天顶”运载火箭的发射装置也将得到全面改造,以使其具备发射“三桅快船”型宇宙飞船的能力;“联盟”-2运载火箭的加加林发射架也要改造。俄罗斯还决定继续租用哈萨克境内的拜科努尔航天发射场至2050年,每年支付租金1.15亿美元,共计53亿美元。拜科努尔发射场每年承担的航天发射任务居世界第二位。
俄罗斯、哈萨克斯坦还将共同建造新的发射场。2005年哈萨克斯坦签署法案,批准了与俄罗斯合作建设Baiterek火箭中心的协议。俄哈合资新航天企业BAITEREK负责建造工作,并任命著名宇航员Talgat Musabayev担任主管。新中心使用俄罗斯“安加拉”火箭担任发射任务,该火箭RD-191发动机使用了煤油与氧的液体混合、环保推进剂,可携带26吨的有效载荷进入低地轨道,及携带4.5吨的有效载荷至静地轨道。该计划预计于2009年早期执行。俄罗斯还积极协助乌克兰确定2007~2011年合作太空探索愿景;筹划2006年送巴西宇航员进入太空,并帮助巴西重建发射场。
在俄罗斯新十年太空计划中,欧空局成为主要合作者。2005年,俄罗斯与法国进一步加强航空航天领域合作,1月双方签署开发、制造并应用运载火箭的长期合作协议。内容包括共同开发运载火箭、可重复使用的火箭发动机和试验型可多次使用的航天货运飞船等。确定了实施“联盟-库鲁”项目的原则和条件。协议规定,“联盟-库鲁”项目的总建设费用为3.44亿欧元,俄罗斯将承担其中1.3亿欧元的费用。双方航天代办处将在圭亚纳建造发射综合系统,使用库鲁航天发射场发射“联盟”号飞船,第一次发射预计在2007年进行。2月俄罗斯表示将参加“全球观测系统计划”和“欧洲统一航天计划”。在与德国的合作方面,1月份有报道表示,俄罗斯近期发射的一枚宇宙3M火箭成功进行了新有效载荷发射的示范飞行,该火箭经过临时改装以适应德国合成孔径雷达(SAR)-Lupe军用侦察卫星的发射。2005年,俄罗斯计划为德国联邦国防军发射5颗雷达侦察卫星。按照2003年协议,2005~2007年间俄制运载火箭将为德国联邦国防军发射一系列军用卫星。
俄罗斯还在积极研发新型航天运载能力。六人“快船”(klipper)设计用来替代俄罗斯三人座“联盟”飞船。“联盟”飞船自20世纪60年代开始运行,目前是飞往国际空间的唯一可靠运输工具。“快船”比“联盟”飞船动力更大,也比美国的航天飞机更轻便,更像飞往国际空间站的“计程车”。俄罗斯联邦航天局在8月份举行的莫斯科国际航空展上展示了“快船”的全尺寸模型。如果一切进展顺利,并且欧空局参与其中,支付部分费用(12月欧空局正计划从其成员国申请6千万美元的资金),“快船”的设计研究将可在2006年初开始,2011年前完成无人飞行试验,2012年前完成载人飞行试验。
快船示意图
“快船”的基本情况如下:
•进入太空:13吨重的“快船”是“联盟”飞船重量的近两倍,因此需要一个推力更大的运载火箭。俄罗斯工程师正在考虑一些选择方案,包括乌克兰建造的“天顶”火箭和尚未研制完成的俄罗斯火箭“奥涅加”(Onega),这是“联盟”火箭的改进型。
•乘员舱:6.4米长的乘员舱和返回舱将可容纳六名工作人员(包括两名驾驶员),外加近500千克的货物,总重为“联盟”飞船的10倍。
•防热罩:飞船的外层由防热陶瓷板组成,防热陶瓷板可飞行数次才需更换。
•起居舱:近4米长的、可分离式起居舱配有生命保障系统,包括卫生间以及与国际空间站的对接口。
•动力推进器:仪器舱配有推进器,可使“快船”与运载火箭分离并使飞船进行机动。它还包括一个电子系统,由可展开的太阳能电池阵供电。仪器舱和起居舱都将在返回地球前被抛弃。
•两种着陆选择:飞船的短翼能使驾驶员在下降过程继续操纵飞船,并可在机场跑道完成受控着陆。如遇紧急情况,降落伞可确保“快船”安全着陆在俄罗斯中部的平原。
另有报道表示,俄罗斯航天工程师正在设计下一代超重型助推火箭。这种三级火箭具有110吨低地轨道运载能力,可为未来太空装配空间站提供材料。俄罗斯也在研制一台“永恒”的发电装置,既可以在太空也可以在地球上使用,目前已经建造了这种非传统发动机的原型。据称,该发动机可用于调控卫星和空间站的轨道,它还是推进力的清洁资源,未来还可用于天空和水陆运输。
二、卫星
2005年初有报道称,俄罗斯目前有97颗卫星在轨工作,其中81颗正常运转,9颗备用,还有7颗用于特殊用途的项目。截至2005年底,俄罗斯卫星数量已经恢复到100颗。俄罗斯新计划旨在开发、补充、现代化俄罗斯各种用途的在轨卫星组群。年底航天局长波米诺夫称,约40%的俄罗斯卫星都已超过其寿命期,尽管组群整体都还运转正常,但不仅仅需要更换卫星,而且还应延长现有卫星的使用寿命,新卫星可服役15年。此外,俄罗斯还应增强并现代化太空通信系统。俄罗斯新太空计划的另一个重要内容是恢复远距离探测地球的太空系统。目前航天气象学仍然被列为弱项。俄罗斯计划从2006年开始逐渐发射现代化卫星,并开始恢复气象系统。俄罗斯目前只有一个运转的气象卫星“Meteor”,但实际至少需要4~5个此类卫星。全球导航卫星系统GLONASS的建造也是重点,俄罗斯航天局表示在2007年能够启动该系统。
在卫星建造方面,俄罗斯也展开了广泛的国际合作。2005年,俄罗斯与伊朗签署价值1.32亿美元合同,建造一颗名为“金星”(Zohreh)的卫星,旨在传送数据、音频和视频信号来支撑伊朗的通信基础设施。10月27日,俄罗斯以一箭八星的形式,将伊朗首颗卫星“西娜”(Sina)发射升空。10月,俄罗斯表示将与韩国组建联合企业研制、生产新型航天器,双方还讨论了在韩国建造航天发射系统及轻型运载火箭的项目。
1、改良卫星性能
2005年4月俄罗斯航天局在《俄罗斯航天器在轨群与面向保持和发展的紧急措施》中强调:目前俄罗斯99颗卫星中只有39颗卫星百分百胜任工作。60颗卫星已经超过它们的现役寿命。随后,2005年6月俄罗斯信息技术及通信部部长列昂尼德•雷曼表示,俄罗斯已将一部分通信卫星的使用寿命增加了四倍,确保俄罗斯在卫星通信领域列居世界第六位。并提及自2000年以来,发射了8颗多用途新卫星。目前,俄罗斯卫星团队已有100颗卫星(5颗老卫星停留在轨),几乎覆盖全球。俄罗斯已建造出新型通信卫星“欧洲”-1(Europe-1),旨在提供高质量广播。
2005年1月9日,俄罗斯Cobalt间谍卫星因运作原因被提前引导离轨。1月20日,俄罗斯国防部仍然未能发现Cobalt间谍卫星。2004年9月24日普列谢茨克发射场发射了改良设计的Cobalt间谍卫星(入轨编号“宇宙”-2410),这是一颗试验卫星,在轨只停留107天(原系列至少在轨120天)。卫星携带两个胶卷已经在飞行早期通过一个特殊舱送回地面,最后飞行阶段拍摄的照相胶卷尚未传送。
8月26日,俄罗斯发射地球遥感卫星Monitor-E进入太阳同步轨道,在短暂通信失灵后,地面人员曾重新控制了这颗卫星。但10月19日俄罗斯联邦航天局宣布Monitor-E失去控制。
2、继续完善GLONASS导航系统,2007年将全面运转
2005年12月25日,携带三颗GLONASS卫星的质子-K火箭发射升空,其中2颗卫星属于GLONASS-M卫星新系列,第3颗卫星则属从前系列。使用寿命为7年和10年的新一代卫星Glonass-M与Glonass-K将在三年内加入轨道卫星编队。新型卫星可向全球任何地点无数用户提供导航信息,定位精度1米。
截至2005年底,俄罗斯GLONASS系统共有17颗卫星在轨; 2006年,俄罗斯军事预算的10%将用于航天,完成GLONASS系统的部署将获得优先权;2007年,该导航系统卫星将增加到18颗,开始全面运行;随后,到的2010年,俄罗斯将使该系统全部24颗卫星(21颗运行,3颗备份)在轨部署完毕,并能完全发挥导航功能。
GLONASS星座包括24颗卫星(21颗运行,3颗备份),运行于19,100千米高空轨道内(稍低于美国的GPS导航系统),每颗卫星绕轨一周约11小时15分钟。卫星在轨间距经过设定,特定时间点至少有5颗卫星在视线之内。首批3颗卫星于1982年入轨,1993年星座具备初始运行能力,1995年星座部署完毕。但由于经济原因,2002年4月仅运行了8颗卫星——当时几乎没有发挥导航功用。2004年3月有11颗卫星运行。2004年12月发射3颗新型GLONASS-M卫星,运行寿命7年。
在导航卫星上,俄罗斯与印度展开合作,未来将使用印度极轨卫星运载火箭发射两颗GLONASS-M卫星。目前双方正在合作研发新一代可链接至俄罗斯GLONASS导航系统的卫星。按照一项政府间的合作协议,俄罗斯的专家将与印度合作伙伴一同研制GLONASS-K卫星,该型卫星重量减少,运行寿命增加为10~12年,预计2008年开始服务。
3、发展遥测、遥感太空系统
俄罗斯新太空计划的另一个重要内容是恢复远距离探测地球的太空系统。目前航天气象学仍然被列为弱项,目前只有一个运转的气象卫星“Meteor”。俄罗斯计划从2006年开始逐渐发射现代化卫星,并开始恢复气象系统。俄罗斯正在建立新一代地球观测太空系统;第一颗地球遥感卫星也将于2006年下半年发射 。
未来几年内俄罗斯将把一个完整的高分辨率太空雷达星座发射入轨。目前,俄罗斯专家已经研发了的高分辨率雷达卫星有几下几种:
Kondor-E航天器。该卫星只有800千克(国外类似卫星重达2~3吨),且费用比国外类似卫星亦减少4~5倍(却有着可以相提并论的规格)。其多功能雷达可提供Kondor-E轨道两侧各500千米范围内的高分辨率图像。该卫星的特点是环绕着一个6米的抛物线天线,而非没有采用重型的相控阵结构。控制专家们可以瞄准这些抛物线天线,并迅速扫描不同地区。卫星上的雷达还能提供30幅数字地图模拟图像。
Monitor-E地球遥感卫星。该卫星由俄罗斯克鲁尼契夫航天中心研制,2005年8月发射即出现故障,随后宣布失踪。经过大量努力,Monitor-E卫星于12月失而复得,进入轨道。该卫星重仅600千克,展开后形如边长1米的立方体,将是一系列小级别地球遥测系统的首颗卫星。由于这颗小卫星搭载了灵活的系统,因而是世上首个可在规格、能力上与重型卫星相媲美的小型航天器。俄罗斯称从未拥有具备如此能力的航天器。
Monitor-E属于拥有智能星载系统的新一代航天器,装备有两架分辨率分别为8米和20米的电子光学摄像机。这种航天器重750克,大部分设备及专用元件都可称是俄罗斯宇航工业研发中最先进的。俄罗斯建造新的地球遥感卫星系统的根本原则是:提供一套标准系统,能提供从发射到最后产品的所有功能。该卫星系统的主要构成是基于统一平台的小型航天器编队。Monitor-E卫星收集的的信息70%归航天局所有,用来满足官方客户需求;30%归克鲁尼契夫航天中心,用于商业目的。
Monitor地球遥感系统基础性的新技术及其提供的观测周期,将使该系统在全球市场上产生极高的竞争力。2005年9月报道,俄罗斯联邦航天局正计划宣布建造一颗分辨率小于1米Monitor-E卫星招标方案,克鲁尼契夫航天中心将竞标制造与发射合同。未来将要加入Monitor卫星编队的有:Monitor-I(热力学),Monitor-S(立体成像),以及Monitor-O(高分辨率),全都装备有多种光学电子设备,另外Monitor-R将配有星载雷达。这些卫星都将使用轻型运载火箭发射。
箭(Strelka)卫星计划。这是一项正在投资的4亿美元的长期计划,由6颗卫星组成,包括3颗雷达卫星,旨在将辅助监视石油和煤气设备。
Arkon-2多功能雷达卫星。可以为联邦局和商业客户提供高分辨率和中度分辨率的图片,还可用于国家防御和国际合作项目中。卫星拥有独特的三波段雷达。它的分米-波段观测系统(23厘米)可以在下层丛林中寻找目标。雷达的70厘米波长可在干燥土地之下扫描表面。Arkon-2 航天器还可提供详细的、质量最好的区域图片,其测量范围是10X10千米(分辨率达1米);还可提供450千米范围内的全景图片(分辨率达50米)。此外,它可以拍摄测量长度在400~4,000米的范围。在未来3年里实施Arkon-2计划不仅意味着俄罗斯制造的雷达卫星将重返轨道,还意味着俄罗斯将在雷达卫星情报市场上获得一个立足点。
新一代地球观测成像卫星Resurs-DK1。2005年8月有报道,俄罗斯即将完成新一代地球观测成像卫星Resurs-DK1的制造。这个多谱段光谱卫星将拍摄地球表面照片,并在空中通过一个实时的下行链路系统将高分辨率图像信号发回地球。这些数据将更新和改进现有的数字地图,使监测自然资源、提供环境监控和获得自然灾害或突发事件的实时信息都变成可能。这是第一个将先进的卫星和高专业化地面基础设施结合在一起的下行链路系统,其基础设施不仅包括接收站,还包括信息处理及可以快速市场化的硬件设备。这些性能意味着该卫星处在国际地球观测技术的前端。除高速下行链路外,它还具有强大的星上存储能力,能在很长一段时期内为广大用户复制图像。由于在重量、载荷和能源消耗上具有安全冗余,因此可以承载一些用于其它研究项目的辅助设备。
地球遥感卫星“流星”-3M。俄罗斯首颗地球遥感卫星“流星”-3M(Meteor 3M)将于2006年晚些时候发射。按照2006-2015年联邦航天计划要求,俄罗斯将建造7个遥感系统,旨在掌握地球的基础知识,并监测自然资源。该计划的主要目标是建设和研制一个在轨遥感群,并创建用户访问的基础设施。用户包括紧急事务部、农业部、运输部等。(中国航天工程咨询中心 章国华 许红英)
俄飞船送3名宇航员入空间站,接回美宇航员前,NASA表态继续合作
随着三名俄罗斯宇航员进入国际空间站,到目前为止国际空间站内宇航员达到10名。北京时间18日23时55分俄罗斯联盟MS-21号载人飞船搭载三名俄罗斯宇航员成功从地球出发,经过大约三个小时的飞行,最后与国际空间站俄罗斯轨道段对接,三名俄罗斯航天园进入国际空间站。
根据俄罗斯联邦航天局负责人罗戈津称这是近些年来首次完全由俄罗斯宇航员组成的三人乘组,三名航天员分别是指令长奥列格阿尔捷米耶夫(Oleg Artemyev)、飞行工程师丹尼斯马特维耶夫(Denis Matveev)和谢尔盖科尔萨科夫(Sergey Korsakov)。
其中指令长奥列格已经第三次进入国际空间站,是经验丰富的老人,而另外两名宇航员是第一次进入国际空间站。这一次三名宇航员将在太空执行6个半月的飞行任务,完成既定的系列实验。
到目前为止国际空间站内已经有10名宇航员,其中俄罗斯宇航员5名、美国宇航员4名、欧空局德国宇航员1名。当然这只是目前的情况,在3月30日会有两名俄罗斯宇航员和1名美国宇航员乘坐联盟MS-19号载人飞船返回地球。
这名美国宇航员马克·范德·黑是2021年称作俄罗斯联盟MS-18号进入太空,按照计划在3月30日返回地球,届时已经太空飞行355天。
最近两个月国际上的形势比较严峻,冲突矛盾不断,而国际空间站是由16个国家合作设计构建的,当然其中起主要作用的还是美国和俄罗斯。
之前一直有消息称美国的这名宇航员马克·范德·黑或许会受到形势影响,最终无法乘坐上俄罗斯的飞船,想必这名宇航员的心也一直悬着,毕竟他是坐俄罗斯联盟飞船进入国际空间站的,龙飞船上很难有他的位置,再说龙飞船返回地球还有一段时间,并且已经有三名美国宇航员和一名欧空局宇航员乘客了。
在3月14日俄罗斯联邦航天局的负责人已经明确表示,会以宇航员的生命 健康 安全为首要考虑条件,不会把美国宇航员丢在国际空间站上不管。
随着三名俄罗斯宇航员进入太空,国际空间站在接下来的十天左右会显得有些拥挤,当然在3月30日美国宇航员也会乘坐俄罗斯联盟MS-19号返回地球。
其实这并不是第一次NASA的表态,在此前一系列制裁政策出来之后,俄罗斯联邦航天局负责人就表示如果这些措施影响到国际空间站的合作,那么可能会导致国际空间站最终脱轨坠落到美或者欧洲境内。对于俄罗斯联邦航天局的发表,NASA很快就给予回应称:这些措施不会影响国际空间站上的合作。
其实一切的根源都是从自身利益出发,对于国际空间站美国是最为依赖的,NASA想要让国际空间站运行到2030年,之后在2031年1月让国际空间站脱轨,除了在大气层中燃烧的部分,剩余的坠落在南太平洋的航天器坟场“尼莫点”。
但是俄罗斯对于国际空间站并没有那么依赖,其实国际空间站从1998年俄罗斯曙光号进入太空,到今天已经运行了24年之久,算是“老破车”了,要想继续维持它的使用,投入的资金和精力就要更大,因为要保证宇航员的安全。
而俄罗斯想要建造自己的空间站,自然是想要快点从国际空间站抽身,除此之外国际空间站上俄罗斯轨道段主要会负责整个空间站的轨道调整与姿态调整工作,这些就是俄罗斯联邦航天局的“底气”所在。
从目前的状况来看,国际空间站安全运行到2024年并没有问题,但是俄罗斯联邦航天局并没有决定是否推迟国际空间站的退役时间到2028-2030年。国际空间站虽然分为“俄罗斯轨道段”和“美国轨道段”,但是一个整体,如果俄罗斯把自己的轨道段分离出来,那么美国轨道段后续的运行是有一定问题的。国际空间站未来到底是什么局面,还需要等待俄罗斯联邦航天局的最终决定。
观察|俄罗斯载人航天发展如何?计划雄心勃勃,但缺钱
【编者按】
神舟十二号载人飞船发射成功引发了大众对载人航天的热议。目前,世界上只有中美俄具备独立将本国航天员送入太空的能力,但印度、伊朗等国也试图进入这一俱乐部。那么,美国、俄罗斯、印度等国载人航天发展如何?
俄罗斯计划在2023年对新一代载人飞船“鹰”进行首飞,但经费的问题可能导致飞船项目像其他航天项目一样不断拖延。
上个月28日,俄国家采购网上发布的俄国家航天集团材料中显示,俄罗斯新型“鹰”号载人飞船将可以绕地球飞行1年左右时间,并可以绕月飞行长达半年。该飞船计划在2023年进行首飞,2024年开始执行无人飞行任务,2025年进行载人飞行。
“鹰”号载人飞船模型。
“老黄牛”老骥伏枥
今年10月,俄罗斯将发射“联盟”MS-19载人飞船,将新一批航天员送往国际空间站,这是“联盟”系列载人飞船的第150次发射,发射次数之多、改进型号之多,让其他载人飞船难以望其项背。而且征战太空55年的“联盟”飞船还将继续服役多年,直到俄罗斯新一代载人飞船“鹰”号上岗,可以说是世界载人飞船中的“老黄牛”。
1966年11月,代号“宇宙”133号的“联盟”飞船进行了首次试飞。该飞船由科罗廖夫设计局研制,采用三舱式设计,最前面是轨道舱,之后是返回舱,最后是推进舱。“联盟”飞船其实是为苏联载人登月设计的,但登月计划以失败告终,“联盟”飞船转向近地轨道,出乎意料的是,飞船不仅是苏联载人飞行的主力,苏联解体后还继续服役了30余年。“联盟”飞船重约7.1吨(早期型号重6.5吨),拥有一个2.9吨重的返回舱,内部容积4立方米,可携带3名航天员。
“联盟”飞船的指标并不算出众,尤其是狭窄的返回舱只能容纳3名航天员,而且非常拥挤,但由于后继者迟迟未出现,只能一直改进,适应时代的变化,而同时代的“双子星”、“阿波罗”飞船早已进入博物馆,甚至上世纪80年代后期诞生的航天飞机都在2011年退出了 历史 舞台。现役的“联盟”MS由“联盟”TMA改进而来,重点是使用了电子设备,比如新的电子计算机、遥测指令系统等,实现了全数字化,自动化程度、落点精度和可靠性得到了提高。值得一提的是,这些改进的技术一部分将用于俄罗斯新一代载人飞船的研制。
虽然“联盟”飞船目前是俄罗斯载人航天的主要工具,但这种飞船毕竟是50年前的设计,再怎么改进,受原始设计的影响,已经无法满足要求,尤其是返回舱空间有限,无法携带更多航天员,不适合用于载人深空探测。
“联盟”飞船改进型非常多,现役的是“联盟”MS。
与其他国家研制的新一代载人飞船相比,差距则更加明显。其实早在苏联时代,“联盟”载人飞船之后的下一代飞船就曾提上日程,上世纪80年代,苏联开始研制“曙光”飞船,该飞船两舱式设计,最多可搭载8名航天员,但由于这一时期苏联国力开始走下坡路,加上“暴风雪”号航天飞机的存在,研制工作还未完成苏联就已经轰然解体,而继承苏联最大遗产的俄罗斯财力有限,完全没有余力继续研制“曙光”飞船,只能在“联盟”飞船基础“缝缝补补”。
进入新世纪后,借着石油价格的上涨,国力有所恢复的俄罗斯开始考虑研制新一代载人飞船。2006年,俄罗斯和欧洲联合进行了名为先进载人运输系统(ACTS)的研究,载人飞船的研制才算步入正轨,ACTS早期计划使用ATV飞船的服务舱,外加“联盟”载人飞船改进后的轨道舱。2007年10月,方案再次更改,变为大锥形返回舱加服务舱的设计,后来它的服务舱也改由能源集团专门研制。
2009年,由于欧空局迟迟不下决心,双方合作曲终人散,ACTS飞船计划不得不取消,不过这为俄国新一代飞船“联邦”号的研制奠定了基础。2009年4月6日,能源公司获得了新飞船的研制合同,新飞船被命名为“未来载人运输系统”(PPTS),它是一种兼顾近地轨道和登月任务的飞船。2016年1月15日,俄罗斯航天局正式公布的命名却是“联邦”号,最后又更名为“鹰”号。
“鹰”号飞船也采纳了返回舱重复使用的概念,采用两舱式设计,可以容纳4人进行近地轨道或是深空飞行。为了同时兼顾近地轨道和深空任务,“鹰”号载人飞船使用大小不同的服务舱,飞船重量14吨和20吨两个级别。“鹰”号载人飞船由俄罗斯正在研制的安加拉-A5运载火箭发射,将取代目前的联盟号飞船执行近地轨道任务,未来还可用于执行载人登月甚至登火任务。“鹰”号飞船原计划在2015年发射,但因为技术和经费的原因,研制进度大幅落后于原计划,目前已经推迟到2023年。
联想到不断推迟的“安加拉”火箭、“月球”-25等俄罗斯重大航天项目,“鹰”号飞船首飞时间还可能继续拖延,“联盟”号飞船“这头老黄牛”还要继续征战多年。
“鹰”号飞船的返回舱模型。
重启航天飞机靠谱吗?
近几年,俄罗斯考虑重启航天飞机的报道不时出现,但一直是“只闻楼梯响,不见人下来”。
今年3月,俄罗斯航天政策研究所所长伊万莫伊谢耶夫向媒体表示,俄罗斯正在研发的航天飞机未来可以用于军事任务。俄罗斯“闪电”科研生产联合体总经理索科洛娃表示,作为曾研发“暴风雪”号航天飞机的机构,“闪电”科研生产联合体将建造新的民用航空航天飞机,新的航天综合系统“最近5年内将实现太空飞行”。 俄罗斯航天集团2020年10月的文件显示,该集团计划在2022年9月前投入2.39亿卢布论证建造可重复使用的有翼型航天飞机的必要性。
2011年7月21日,美国亚特兰蒂斯号航天飞机慢慢脱离国际空间站,包括“亚特兰蒂斯”号在内的美国现役3架航天飞机在当年全部退役。美国退役航天飞机不仅宣告美国航天飞机时代的终结,也宣告世界航天飞机时代的终结。
航天飞机是美苏你追我赶航天竞赛下的产物,由于美国航天飞机最先发射成功,很多人认为美国是最早研制航天飞机的国家。其实,恰恰相反,苏联比美国更早启动航天飞机的研制,只是起了个大早,赶了个晚集而已。
上世纪60年代,苏联为了能在太空领域进一步压倒美国,苏联米格设计局的科学家提出了著名的“螺旋”航天飞机计划,而美国航天飞机研制计划在70年代初才正式启动。苏联又在1976启动了“暴风雪”号航天飞机的研制计划,并在1988年进行了首次发射,苏联解体后,“暴风雪”号航天飞机的后续发展戛然而止,而囊中羞涩的俄罗斯更是无法支持航天飞机这个吞金巨兽,成为俄罗斯航天发展路上首先抛弃的对象。
“暴风雪”号航天飞机的命运非常悲惨,现在已经成为街头艺人涂鸦平台,令人唏嘘不已。
随着经济的好转,俄罗斯开始考虑重启航天飞机,其中比较有名的项目是MRKS航天飞机,该航天飞机外形和“暴风雪”号较为类似,整个航天飞机系统由轨道器和助推火箭组成,助推火箭采用可重复使用和模块化设计,回收方式均为飞回式。火箭经过检修和重新加注燃料之后可用于下一次发射。
MRKS航天飞机在气动布局和内部设计方面与“暴风雪”号航天飞机基本相同,主要由前、中、尾三段组成,前段结构可分为头锥和乘员舱两部分,具有良好的气动外形和防热系统。航天飞机的中段主要是有效载荷舱。舱内可以装载各种卫星、空间站等。尾段安装了多台发动机,可为航天飞机入轨和离轨提供动力。据悉,MRKS航天飞机可将35吨的载荷送入近地轨道,运载能力非常强。
理想很丰满,现实很骨感。MRKS航天飞机项目至今没有什么进展。与俄罗斯其他重大航天项目一样,钱是最大的问题。每架MRKS航天飞机的成本可能不低于1.8亿美元,这还不包括研发的费用。美国航天飞机研发费用平摊到每架飞机约20亿美元,俄罗斯这几年每年的航天预算在50亿美元左右,这几年俄罗斯经济并不好,加上安加拉火箭、探月计划等项目占据了不少的航天经费,大型航天飞机过于烧钱,很难得到支持。
对于俄罗斯来说,研制类似美国X-37B的小型无人航天飞机是比较现实的选择,可以使用现役的运载火箭发射,研制成本和运营成本也比“暴风雪”这样的大型航天飞机少很多,而且可以满足军用需求。
俄飞船带美航天员4小时快速返回地球!这技术神舟十三号马上用到
这回算是看出来俄罗斯真的够意思了!
即使美国带着一众西方国家,本着“不论该不该,为了制裁而制裁”的原则,对俄罗斯实施全方位、深层次的制裁,但是俄罗斯航天公司仍然坚决执行国际空间站合作框架,把美国航天员马克·范德·黑从国际空间站上带回来,要知道马克也是创造了人类驻留太空的新纪录——523天!
俄罗斯这次使用的是“联盟MS-19”飞船,从飞船接到与国际空间站脱离的指令开始算起,需要约4小时就能在地球上安全着陆,这里面用到了快速返回技术。
其实从飞船与国际空间站脱离以后,在发动机制动点火脱离国际空间站轨道开始,一直到飞船平稳落地, 不论是联盟MS-19、联盟MS-05 ,还是我国的神舟飞船,大体都经过制动减速、大气层外自由滑行、再入大气层、回收着陆4个阶段。
我们再看看联盟号飞船与神舟号飞船返回全过程的耗时对比。
两种飞船一对比,就发现问题了:俄罗斯联盟号飞船的总体返回时间大约是3~4小时,而我国神舟飞船却需要1天多。
仔细对比 更有意思的现象 出现了,如果从飞船与空间站脱离后的制动点火开始算,俄罗斯联盟号飞船需要大约56分钟着陆,而我国神舟飞船可以缩短到约48分钟,比联盟号还能少7~8分钟。
问题出在飞船从接受与空间站脱离指令到制动点火的时间, 俄罗斯联盟号飞船只需要约3小时,而我国神舟飞船却需要1天以上 。这是为什么呢?
飞船能不能快速返回,也就是说把返回时间缩短到几个小时以内,关键节点在前端在轨的时长。
国际空间站每天围着地球大约转16圈,每圈耗时90分钟,俄罗斯联盟号飞船往往选择空间站每天飞行的倒数1~2圈时,接受指令脱离空间站,这样飞船单独在以原来的在轨速度和空间站轨道上,围绕地球转最后2圈时,这样大约需要耗时3小时,期间寻找制动点火减速降轨的时间点(窗口期),目的是确保把飞船在预定的哈萨克斯坦境内着陆场降落,而且保证着陆时要在白天,更便于现场搜寻。
需要注意的是,飞船只要制动点火到最终着陆,用不了1小时,所以飞船围绕地球转不了1圈。
而我国的神舟十一号、神舟十二号飞船返回时,还不具备这样的技术,所以航天员进入飞船返回舱后接受与空间站脱离命令实施后,需要在轨转上大约15圈,用时1天多才能找准制动点火点,所以我们在这里被俄罗斯落下一大截,航天员也需要在飞船里憋屈那么长时间。
不过从神舟十三号开始,俄罗斯联盟号使用的快速返回技术,我们也掌握了,并且提前在神舟十二号飞船返回时做了技术验证,所以在2022年4月中旬神舟十三号乘组返回时,就能用上这项技术,返回总时长也会缩短到4小时,届时航天员翟志刚、王亚平、叶光富将会首次体验中国版的载人飞船快速返回技术,这也必将为空间站建成以后正式运营期间天地往返提供更多的舒适和便捷。
美俄宇航员一同返回地球!国际空间站“矛盾”加深,为何俄愿意?
回来了!这就是俄罗斯的“格局”!载有美俄宇航员的俄罗斯“联盟MS-19”号飞船着陆舱已在哈萨克斯坦草原完成着陆,两名俄罗斯宇航员和一名美国宇航员一起从国际空间站返回地球。
此前,曾有美国媒体质疑俄罗斯是否会拒绝将美国宇航员送回地球,这下“质疑”变成了真实结果,并不是美国媒体质疑的那样,这就是俄罗斯的“格局”。
不过,很多人也在问,为什么要把美国宇航员送回,为什么愿意这样做?这有点不可思议。我们下面就一步一步地来看。
对于国际空间站来说,它的出现为人类做出了巨大的贡献。例如:阿尔法磁谱仪的运用,对暗物质和反物质的寻找等物理学前沿研究有重大意义。
双胞胎实验,发现了人体端粒出现了不规则的变化等等。而这些研究成果,在地球上是无法做到的,所以,随着国际空间站“矛盾”加深,的确,未来再想看到新成果,这个可能性较低。
本身站在国际空间站的角度来讲,都是以“科学研究”打造的。是由16个国家共同建造,运用等等,这说明了人类在太空的和谐是可以做到的。它是在轨运行最大的空间平台,是一个拥有现代化科研设备、可开展大规模、多学科基础和应用科学研究的空间实验室。
然而,关于国际空间站“矛盾”加深背后的因素,我不说大家也知道。这也说明了国际空间站未来的命运已经进入了“坎坷”状态。
不过,在2022年2月,美国宇航局(NASA)指出,计划在2031年摧毁国际空间站(ISS),残骸将沉入南太平洋的无人区“尼莫点”(Point Nemo),所以无论怎么样,国际空间站的最终命运,可能就是“摧毁”,未来可能再也没有了,除非大家再建一个。
这不,在国际空间站“矛盾”加深之中,美国媒体质疑美国宇航员送回地球的问题,已经得到了证实。这是彻彻底底得“打脸”了。
据法新社、俄罗斯卫星通讯社报道,莫斯科时间30日下午,载有美俄宇航员的俄罗斯“联盟MS-19”号飞船着陆舱已在哈萨克斯坦草原完成着陆,两名俄罗斯宇航员和一名美国宇航员一起从国际空间站返回地球。
俄罗斯“联盟MS-19”号载人飞船是在2021年发射升空,并且与国际空间站对接的。而在它进入国际空间站之后,还为宇航员们提供了一个“安全”避难所。
在2021年11月,一块危险的太空垃圾将在国际空间站附近飞过,有发生撞击的危险。俄罗斯宇航员接到指令进入“联盟MS-19”号飞船躲避。
所以,在“联盟MS-19”号载人飞船还没有送宇航员回来之前,还出现了这样的事情。当然说到太空垃圾的问题,这里我们也就简单说明下。
太空垃圾威胁有多大? 大家都知道,太空垃圾在太空运行的速度非常快,动能可达到7km/s以上,若与它们相撞可能会严重损坏尚在运作的航天器,甚至威胁到宇航员在舱外活动时的生命安全。
而近些年来,随着人类不断发射卫星等等,带来的太空垃圾越来越多,据统计,大于10厘米的太空垃圾至少有1.6万,如果出现了碰撞或可“摧毁”航天器。
所以,这下来看,宇航员们在“联盟MS-19”号飞船之中躲避,完全是正常的。要是真的撞击上了国际空间站,那必然可能是灾难性的影响,这里就多说了一点。
对于大部分人来说,在美俄这种背景之下,的确,两名俄罗斯宇航员和一名美国宇航员一起从国际空间站返回地球,这个确实让不少人感觉到意外。但是,这也并非是真实的意外,俄罗斯愿意将美宇航员带回地球,其实原因也非常地简单。
俄联邦航天局强调,国际空间站成员的安全是最重要的优先事项。所以,俄罗斯给出的原因很简单,这也是为何大家认为“俄罗斯大度”的原因。
至少从俄罗斯的角度来讲,把美国宇航员还是放在首位的。大家要知道,西方对俄罗斯的动物都制裁了,这也是为何曾有美国媒体质疑俄罗斯是否会拒绝将美国宇航员送回地球。
这下,美俄宇航员共同乘坐俄飞船着陆,也说明了,俄罗斯并没有在意这些,将这些问题追加到美国宇航员身上,这就是大概的情况。
整体上来说,如果站在科学的角度来讲,我们还是期待国际空间站能够长留,毕竟建设一个不容易。国际空间站在合作之下,带来的成果已经是显而易见的。
虽然国际空间站最终会面临被“淘汰”,但是在有限的时间之中,我们还是期待好好合作。而在国际空间站“矛盾”加深的时候,美国宇航局(NASA)也公开说明了,与俄罗斯的合作也还是存在。所以最终会不会在这次美国宇航员回来之后,不再进行合作,暂时就不明确了。
我们“旁观者”也只能继续等待,看看未来国际空间站如何发展,毕竟国际空间站上也没有我国的“足迹”。我国自己倒是在建立空间站,未来在国际空间站退休之后,将可能成为唯一的空间站,这就是大概的情况。
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