中國新型航天器今年首飛　太空機動運力大增

送交者: qwtie66 2014年03月21日09:16:48 於 [軍事天地] 發送悄悄話

遠征一號 　　全國兩會期間，全國政協委員、中國航天科技集團一院黨委書記梁小虹透露，由該院研製的我國首個“太空擺渡車”——“遠征一號”將於今年首次試飛。雖然此次首飛試驗不執行具體任務，但據悉將會模擬未來任務的全過程。《中國科學報》報道，航空科普專家、《航空知識》副主編王亞男接受記者採訪時表示，“太空擺渡車”可視為航空領域又一“門檻級”技術，“遠征一號”首飛成功則意味着我國在航空航天技術領域再進一步。 　　梁小虹也指出，掌握該技術後，“太空擺渡車”將在我國未來的月球、火星等深空探測任務中，在軌道轉移、空間碎片清理等軌道服務中，在新材料、新技術驗證等空間試驗領域中發揮重要作用。 　　多用途的上面級 　　專家介紹說，“太空擺渡車”並不神秘，它只是運載火箭最上面的一級（或數級），也是最後一級（上面級以下的幾級被稱為基礎級），簡稱之為“上面級”。通常，有效載荷（如衛星等）通常和上面級一起，由基礎級運載器發射進入准地球軌道或地球軌道，再進一步由上面級送入預定工作軌道或預定空間位置。 　　據媒體報道，自上世紀80年代末開始，我國先後研製出多型固體推進劑上面級，共進行了10次飛行，全部取得成功。但這些只能滿足某種單一任務，尚不具備處理複雜太空任務的能力。 　　那麼，“遠征一號”與此前的運載火箭上面級有何區別？ 　　軍事評論員宋忠平在接受記者採訪時說，此前的運載火箭上面級多採用固體推進劑，無法重複點火，故其所能執行的任務也比較單一；“遠征一號”上面級採用液體推進劑，能夠多次啟動，在太空工作時間較長，可以執行多項、複雜任務。 　　“比如一次發射兩個以上衛星，這幾個衛星處於不同軌道。運載火箭推送到第一個預定軌道，上面級點火釋放一顆，到另外軌道，上面級再點火釋放另外一顆，如此類推。”宋忠平說，“不妨認為它是一種貨運飛船，既是一個運載工具，又是一個航天器，兼具二者的特性。” 　　宋忠平告訴記者，“遠征一號”上面級最大的特點就是液體推進劑賦予它的具備多次重複啟動的能力。 　　也就是說，“遠征一號”上面級不再是單純的運載火箭中的一級，或者說它已不僅僅是個運載工具，到了太空，它就成了“太空擺渡車”，背負起將有效載荷送入指定目的地的責任。 　　王亞男還指出，被稱之為“太空擺渡車”的上面級，作為具有一定的軌道機動能力的末段運載器，不僅能夠滿足航天器的變軌需求，增強了發射效率，還有利於延長衛星在軌運行的壽命。 　　而由於“遠征一號”上面級要求同時具備多種特性，被火箭設計師稱之為真正意義上的“太空擺渡車”。 　　發射衛星新手段 　　據媒體報道，“遠征一號”是我國首次採用液體推進劑的上面級，在軌工作時間可達6.5小時。 　　“遠征一號”上面級能夠“在軌工作6.5小時”是什麼概念？王亞男告訴記者，6.5個小時足夠部分衛星完成大幅度的變軌，或者完成某種衛星較為複雜的發射和入軌。 　　“‘太空擺渡車’在太空的機動運輸能力很強。”王亞男認為。“太空擺渡車”的問世，將大大增強我國運載火箭的任務適應性。 　　宋忠平補充說，從上面級自身整體設計來看，它本身應有姿態控制系統和導航系統，作為小型“貨運飛船”，它能向各級軌道輸送更多有效載荷。“‘遠征一號’連續工作6.5小時，這時間足夠把不同載荷運載到不同軌道；而且這幾個軌道可能差異很大，包括近地軌道、中高度軌道、遠地軌道的連續變軌。” 　　記者了解到，預定於地球同步轉移軌道（或稱“地球靜止軌道”，特指衛星或人造衛星垂直於地球赤道上方的正圓形地球同步軌道）環境運行的衛星通常可依賴火箭上面級將其送入軌道。不過，如果衛星非常先進，自帶星載遠地點發動機，就不須用上面級也可進入軌道。相較之下，“太空擺渡車”優勢何在？ 　　“通訊衛星、遙感衛星等作為同步衛星，它們在飛行過程中可能會面臨軌道下降的問題。這時候如果能啟動發動機微調，能延長衛星工作壽命。”宋忠平告訴記者，因此，許多國家希望他們能夠發射具備星載發動機技術的衛星，“如果不計成本的話”。 　　譬如此次我國為搜救馬航失聯班機MH370，先後調度20餘顆衛星。其中一些遙感衛星就需要通過星載發動機來改變衛星的軌道，通過變軌讓它對目標區域進行掃描檢測。 　　然而，王亞男告訴記者，衛星自載動力一般為高壓氣體，而非搭載液體推進劑，因其主要用於調整姿態等小幅度位置變動，不需要大推力動力系統；而作為“擺渡車”的上面級，它秉承“使用儘量少的推進劑產生儘量大的推力”，有能力把衛星送到不同軌道的不同位置（甚至是地火軌道轉移），既可以發射單星，又可以發射多星，在性能和設計上追求最優解。 　　“不能簡單說孰優孰劣，發展了上面級技術，會讓未來衛星發射的選擇更多元，根據需要來選擇衛星的發射方式。”宋忠平補充說，與星載發動機技術相比，利用“太空擺渡車”發射衛星不僅成本相對較低，還更簡單，而“簡單意味着更安全”。 　　太空垃圾回收車 　　“太空擺渡車”另外一個重要的使命，就是可提供軌道轉移、空間碎片清理等軌道服務。然而，“打掃太空垃圾”絕非易事。 　　“怎麼收集太空垃圾？如何處理？太空垃圾首先不能對回收者造成實質性威脅。”宋忠平認為，未來“太空擺渡車”或能夠同時具有機械臂功能。 　　如果把利用“太空擺渡車”發射和釋放衛星到預定軌道的動作比作“卸車”，那麼從特定軌道回收太空垃圾的動作就是“裝車”。“擺渡車”上如果有“機械臂”的話，那麼這兩個動作都將變得相對輕鬆和靈活。而且，太空垃圾多為報廢衛星，如果抓回來之後還能軟着路，對報廢衛星進行回收，還具有一定的研究價值。 　　“美國已經在這條路上走在了前列。”宋忠平認為，利用太空飛船或“太空擺渡車”來釋放、收回衛星更為靈活，應用更為廣泛，驗證和發展機械臂技術是未來需要考慮的方向。 　　“包括在空間站建設中，這些技術都是必不可少的。”宋忠平告訴記者，飛船與國際空間站的兩種對接方式，其中一種就類似機械臂的抓取，“太空機械臂在未來太空探索中必將發揮重要作用，我們需要逐步掌握”。 　　歐美各國的“太空擺渡車” 　　美、俄（前蘇聯）等航天大國從20世紀五六十年代就開始發展上面級技術，已經研發出的上面級達數十種。公開資料顯示，美國在20世紀50年代末就開始進行上面級的研製，到目前共研製出10多種上面級，用於發射大、中、小型有效載荷。典型的有“阿金納”和“半人馬座”上面級。 　　歐洲在上面級技術方面雖然起步較晚，但其技術起點高，其上面級具有性能好和適應性強的特點，市場競爭力很強。 　　隨着近年來各國的發展和完善，運載火箭的上面級通常具有功能多、工作時間長等特點，可在太空中多次點火啟動，能攜帶多個航天器，通過飛行軌道的變化可先後把不同航天器送到不同目的地，滿足不同發射任務的需求。 　　針對運載火箭上面級具有多次變軌、高精度導航、星箭接口適應性強等特點，許多一箭多星任務可由上面級完成。如歐空局計劃採用一箭雙星的發射方式分兩次向兩個軌道面發射“伽利略”導航衛星。 　　而當地球靜止軌道衛星平台未裝遠地點發動機時，只能依賴火箭上面級直接送入軌道。自1978年以來，美國前五代GPS導航衛星已發射57顆，分別用“宇宙神”“德爾塔”等運載火箭送入轉移軌道後星箭分離，再依靠遠地點發動機到達工作軌道。與前五代GPS衛星相比，第六代GPS導航衛星不用遠地點發動機入軌，而用有上面級的“德爾塔－4M”或“宇宙神－5”運載火箭直接送入工作軌道。 　　另外，通過軌道設計，上面級可滿足一些任務的特定要求。如“半人馬座”上面級將美國“月球隕坑觀測與感知衛星”運送至月球軌道，並先後撞擊了月球。

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軍事用途巨大！　　/無內容 - qwtie66 03/21/14 (666)

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