參觀肯尼迪航天中心后的思考之二 中國(guó)為什么要制造航天飛機(jī)？羅佐 <p class="ql-block"> 2024年珠海航展于11月12日至17日舉行，中國(guó)昊龍一號(hào)貨運(yùn)航天飛機(jī)在航展上正式亮相。</p> <p class="ql-block"> 在航天工程領(lǐng)域，我國(guó)正在打造的"昊龍一號(hào)"貨運(yùn)飛船取得突破性進(jìn)展。盡管全長(zhǎng)10米、翼展8米的全尺寸原型機(jī)尚未正式亮相，但按1:3比例研制的工程樣機(jī)已完成關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證。這臺(tái)縮比樣機(jī)在地面測(cè)試中展現(xiàn)出令人矚目的性能參數(shù)，其氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)和飛行控制系統(tǒng)已通過(guò)多次模擬驗(yàn)證。</p><p class="ql-block"> 相比現(xiàn)役貨運(yùn)飛船，昊龍一號(hào)的核心技術(shù)突破在于實(shí)現(xiàn)了"垂直發(fā)射+水平著陸"的創(chuàng)新模式。該飛船將搭載新型商業(yè)運(yùn)載火箭完成入軌任務(wù)，返回階段則可像民航客機(jī)般自主降落在機(jī)場(chǎng)跑道。這種可重復(fù)使用的設(shè)計(jì)理念將使單次發(fā)射成本降低70%以上，同時(shí)通過(guò)模塊化貨艙設(shè)計(jì)，可靈活適配空間站的物資補(bǔ)給、設(shè)備更換等多樣化需求。</p><p class="ql-block"> 目前，團(tuán)隊(duì)正加快推進(jìn)全尺寸原型機(jī)的總裝工作。隨著后續(xù)在軌測(cè)試的展開(kāi)，昊龍一號(hào)有望構(gòu)建起我國(guó)空間站常態(tài)化物資補(bǔ)給體系，為深空探測(cè)等航天戰(zhàn)略任務(wù)提供堅(jiān)實(shí)的運(yùn)輸保障。</p> <p class="ql-block"> 先說(shuō)說(shuō)我國(guó)神舟系列這些在航天事業(yè)上的進(jìn)展。</p> <p class="ql-block"> 說(shuō)起中國(guó)航天史不能不提到楊利偉。</p> <p class="ql-block"> 在美蘇航天飛機(jī)項(xiàng)目相繼謝幕二十余年后，中國(guó)航天人正以創(chuàng)新姿態(tài)重啟這一技術(shù)路徑。昊龍一號(hào)貨運(yùn)飛船的研發(fā)，并非對(duì)歷史的簡(jiǎn)單重復(fù)，而是在新時(shí)空坐標(biāo)下對(duì)航天運(yùn)輸體系的戰(zhàn)略重構(gòu)。</p><p class="ql-block"> 一、技術(shù)迭代的歷史機(jī)遇</p><p class="ql-block">傳統(tǒng)航天飛機(jī)的困境源于材料、控制等技術(shù)瓶頸：美國(guó)航天飛機(jī)單次發(fā)射成本高達(dá)15億美元，蘇聯(lián)暴風(fēng)雪號(hào)因缺乏可靠動(dòng)力系統(tǒng)中途夭折。但當(dāng)前航天技術(shù)已發(fā)生革命性突破：耐高溫復(fù)合材料使防熱結(jié)構(gòu)減重40%，電傳飛控系統(tǒng)將著陸精度提升至米級(jí)，智能自主系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全流程無(wú)人操控。這些技術(shù)突破為航天飛機(jī)的重生提供了技術(shù)土壤。</p><p class="ql-block">二、戰(zhàn)略需求的倒逼驅(qū)動(dòng)</p><p class="ql-block">中國(guó)空間站建成后，每年需執(zhí)行4-6次物資補(bǔ)給任務(wù)。傳統(tǒng)一次性飛船的"天地快遞"模式難以滿足常態(tài)化需求，昊龍一號(hào)的可重復(fù)使用特性可將單次運(yùn)輸成本降至5000萬(wàn)元人民幣以下。更深遠(yuǎn)的是，這種"空天往返平臺(tái)"為載人登月、火星采樣返回等深空探測(cè)任務(wù)提供了技術(shù)儲(chǔ)備，其水平著陸能力可無(wú)縫銜接未來(lái)地外天體起降技術(shù)。</p><p class="ql-block"> 三、工業(yè)體系的協(xié)同升級(jí)</p><p class="ql-block">航天飛機(jī)研發(fā)涉及300多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，對(duì)材料加工、精密制造、智能控制等產(chǎn)業(yè)形成強(qiáng)大拉動(dòng)力。中國(guó)已建成亞洲最大的風(fēng)洞群、世界領(lǐng)先的航天發(fā)射場(chǎng)，特別是長(zhǎng)征八號(hào)可回收火箭的成功首飛，標(biāo)志著我國(guó)已掌握垂直起降核心技術(shù)。昊龍一號(hào)的研制，將推動(dòng)航天工業(yè)體系向更高精尖方向躍升。</p><p class="ql-block"> 四、國(guó)際航天格局的重構(gòu)</p><p class="ql-block">在SpaceX"星艦"頻繁試射的背景下，中國(guó)選擇差異化發(fā)展路徑：通過(guò)航天飛機(jī)技術(shù)突破，構(gòu)建"運(yùn)載火箭+可重復(fù)使用航天器"的復(fù)合型運(yùn)輸體系。這種技術(shù)路線既能滿足空間站運(yùn)營(yíng)需求，又為未來(lái)太空資源開(kāi)發(fā)、商業(yè)航天服務(wù)奠定基礎(chǔ)，在全球航天競(jìng)爭(zhēng)中開(kāi)辟新賽道。</p><p class="ql-block"> 技術(shù)的價(jià)值，在于其與時(shí)代需求的共振頻率。中國(guó)航天人以"十年磨一劍"的定力，在航天飛機(jī)技術(shù)上的再出發(fā)，既是對(duì)航天運(yùn)輸規(guī)律的深刻認(rèn)知，更是對(duì)國(guó)家航天戰(zhàn)略的精準(zhǔn)回應(yīng)。當(dāng)昊龍一號(hào)在未來(lái)某日劃破天際，它承載的不僅是先進(jìn)技術(shù)，更是中國(guó)航天向更高更遠(yuǎn)邁進(jìn)的雄心與智慧。</p> <p class="ql-block"> 神舟與天舟，同名不同舟，神舟是載人飛船，天舟是貨運(yùn)飛船。圖中左邊為神舟，右邊為天舟。</p> <p class="ql-block"> 神舟飛船有返回艙，而天舟飛船沒(méi)有返回艙，其設(shè)計(jì)初衷就是在完成任務(wù)后在大氣層中燒毀，而不是返回地球。上面為神舟飛船，下圖為天舟飛船。</p> <p class="ql-block"> 神舟飛船由返回艙、軌道艙、推進(jìn)艙和附加艙組成，而天舟飛船結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，由推進(jìn)艙和貨物艙組成。</p> <p class="ql-block"> 正因?yàn)橹袊?guó)語(yǔ)言豐富而浪漫，充分展現(xiàn)深厚的文化底蘊(yùn)。比如行星探測(cè)叫″天問(wèn)"，月球探測(cè)叫"嫦娥"，太陽(yáng)探測(cè)叫"羲和"、″夸父"，空間站叫"天宮"，有″天河″、"天問(wèn)"、″夢(mèng)天"。圖為中國(guó)航天"天宮"空間站。</p><p class="ql-block"> </p> <p class="ql-block"> 除此之外，還有"玉兔"月球車、″祝融″火星車、″悟空"暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星、"北斗"導(dǎo)航衛(wèi)星、"鴻雁"通信衛(wèi)星、″鵲橋"中繼衛(wèi)星等，可謂是神話與現(xiàn)實(shí)，古典與科技交相輝映。</p><p class="ql-block"> </p> <p class="ql-block"> 還有以毛主席詩(shī)詞命名，又紅又浪漫很大氣，比如運(yùn)載火箭叫"長(zhǎng)征"、火箭上面級(jí)叫"遠(yuǎn)征"、彈道導(dǎo)彈叫″東風(fēng)"，還有"霹靂"空空導(dǎo)彈、″長(zhǎng)纓"便攜式防空導(dǎo)彈、″鷹擊"、"上游"反艦導(dǎo)彈以及″長(zhǎng)劍"巡航導(dǎo)彈等。</p><p class="ql-block"> </p> <p class="ql-block"> "昊龍"航天飛機(jī)的名字由"昊"和"龍"兩部分組成，″昊"在《詩(shī)經(jīng).小雅》中，從日、從天，本義廣大無(wú)邊，象征著中國(guó)航天事業(yè)的無(wú)限前景，而″龍"是中華民族的圖騰，象征著中國(guó)人不屈不撓的精神。因此，"昊龍"寓意龍騰東方，馳騁九天，行者無(wú)疆，福澤四海。</p> <p class="ql-block"> 對(duì)比老美的航天飛機(jī)，我們的成本低，只有把成本降成白菜價(jià)了，咱們老百姓才有上天的可能。"昊龍"號(hào)的任務(wù)過(guò)程是:首先被火箭發(fā)射到太空，然后展開(kāi)機(jī)翼，自動(dòng)調(diào)整姿態(tài)于空間站對(duì)接，完成貨物交換，再脫離空間站滑行返回，像飛機(jī)一樣降落到需要的跑道上，它主要是把貨物運(yùn)回地球地面。</p> <p class="ql-block"> 另外以后月球科研站建成，許多的研究成果，像種植的月球大白菜、月球土豆等稀罕物，要運(yùn)回地球讓我們嘗一嘗，也就離不開(kāi)"昊龍"號(hào)貨運(yùn)航天飛機(jī)。</p> <p class="ql-block"> 而老美的航天飛機(jī)呢？發(fā)射方式是由固體火箭推進(jìn)器和外燃料箱提供動(dòng)力，將軌道器送入太空，回收方式是通過(guò)降落傘或者著陸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)垂直著陸或者跑道著落。"昊龍"號(hào)長(zhǎng)10米左右，重約5噸是"天舟"貨運(yùn)飛船的一半，返回載物約兩噸左右。老美的航天飛機(jī)長(zhǎng)約50米左右，重約上千噸，返回載物約14噸左右，老美為什么大呢？因?yàn)樗d人，就必須增加很多內(nèi)容，生命支持系統(tǒng)，還有其它設(shè)備、燃料等等。他們的第一架航天飛機(jī)是上世紀(jì)美蘇爭(zhēng)霸的產(chǎn)物。</p> <p class="ql-block"> 我們初機(jī)的目標(biāo)就是完成空間站的貨物下行，運(yùn)輸?shù)降孛娌惠d人。結(jié)合當(dāng)今先進(jìn)的技術(shù)，就是一架高配版的無(wú)人機(jī)，更加靈巧，發(fā)射和返回的時(shí)間更加靈活機(jī)動(dòng)。老美的航天飛機(jī)退役的原因上一篇已經(jīng)說(shuō)清楚了，技術(shù)變革，現(xiàn)如今科技發(fā)展的太快了，老舊的方式必遭逃汰，航天飛機(jī)也不例外。</p> <p class="ql-block"> 中國(guó)"昊龍"號(hào)航天飛機(jī)將于2025年9月首飛。</p> <p class="ql-block"> 從1970年4月24日中國(guó)成功發(fā)射"東方紅一號(hào)"人造地球衛(wèi)星，標(biāo)志著中國(guó)航天事業(yè)的正式起步至今巳走過(guò)55年歷程，相信未來(lái)不僅有貨運(yùn)航天飛機(jī)，一定會(huì)有更完美的載人航天飛行器。 探索太空，點(diǎn)亮夢(mèng)想，祝福中國(guó)航天更上層樓！</p>