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9月4日我国成功发射可重复使用试验航天器,有怎样的意义?

访客3年前 (2022-02-08)网站入侵1033

意义重大,标志着我国在可复用航天运载器(RLV)领域走出了关键性的一步。我从去年就一直期待这次发射,今天终于成功了,可喜可贺!但是我觉得有些同学可能对这个项目的理解有些问题,你不能因为保密严格无限抬高它的军事意义..这不符合逻辑。

在很多关于美国X-37B的介绍或者百科内容中,你几乎都可以找到一章叫做“对X-37B的用途的猜测”,X-37项目自2004年从NASA移交给了DARPA后,因为是军方的秘密项目,故引来了外界大量的猜测。但在我看来,X-37B没啥神秘的,它就是一个具有轨道机动能力的,可重复使用的无人航天飞机嘛。除了轨道机动能力,别的技术,诸如高速再入防护、在轨长期运行、酬载货物、在轨释放,在轨抓取卫星,甚至一定程度的轨道高度改变,早在远比X-37大且复杂的航天飞机时代就已经很成熟,再花巨资弄个小型无人试验机去验证没啥道理。

TV-1入轨17天后才被加拿大业余天文爱好者第一次观测到。OTV-1在轨期间共进行了5次轨道面内机动,OTV-2除轨道面内机动外,还进行了两次轨道面外机动,轨道倾角最大改变了0.88°。由于美国空军屏蔽了X-37B的轨道数据,变轨时又没被地面爱好者观测到,后来就有了一个著名的理论,认为X-37B的黑科技在于,它不但可以像别的航天器那样利用RCS系统和主发动机的配合,通过排气做功产生冲量改变轨道,而且可以利用其气动外形,滑翔至高空大气层,利用气动升力去改变轨道,特别是轨道面外机动,即改变轨道的倾角。

这种黑科技是真的么?气动变轨当然是可能的,但我不认为其具备工程学上的可行性。能量是守恒的,改变轨道进行机动的本质是改变当前飞行器的速度矢量,这需要消耗推进剂。可同时,为了气动变轨以某种角度进入上层大气层,同时也需要消耗推进剂。在大气层中利用升力改变轨道倾角后,你需要更多的推进剂去抬升轨道,圆化轨道,不然飞行器就会在大气层中再入了。此外,类似X-37B和航天飞机这样的气动布局,在极高马赫数下的升阻比不够高,此时的气动面效率会极其的低下,不出意外的话依然要使用RCS系统去帮助获得需要的姿态,这又要消耗推进剂。所以综合来看利用大气层变轨远不如直接消耗推进剂在空间中变轨,其花的时间长、消耗的推进剂更多,还有高速气动防热问题,对于X-37B这种气动布局的飞行器来说并不具备工程学上的可能性。

不过在轨道上变轨的能力还是相当具有军事意义的,因为反卫星导航的命中条件就是目标处于恒定的轨道上,一旦目标的轨道改变,特别是倾角发生改变,导航在现有技术条件下是极难命中的。X-37B的RCS系统能够通过消耗少量的专用燃料来提供一定的推力和扭矩,用以修正飞行器的在轨姿态。而使用偏二甲阱-四氧化二氮的常温推进剂组合的主发动机,可以提供多次开关机功能,以实现较大的轨道跃迁能力。我想多次、长时间的变轨能力,才是X-37B这个项目要测试的重点。

我认为对于咱们中国的这一发试验航天器,从目标上来说和美国的可能会有所不同。首先,对于美国来说,多次可重复使用往返大气层载具这个科技树,在X-37B的时候,因为航天飞机的原因就已经点的差不多了,而对于我们来说,这方面因为第一步载人航天工程选择了飞船方案,所以还相当缺乏积累。我国早在863计划制定之时就已经提出要发展可重复使用的空天飞机,而目前最有发展前景的两级入轨可重复使用航天运载器(RLV,TSTO),其轨道器就是很类似于X-37这样的东西,事实上美国下一步要开发的载人版X-37C正是基于此概念。

在轨道器的开发基础上,我们可以考虑怎么实现更高效、更便宜的助推,助推器可以是运载火箭(如这次的长征2F,当然更好一些的是类似于SpaceX的猎鹰-9的可回收火箭),也可以是地面起飞的大型飞机类载具,比如航天科工正在研制的大型空天飞机。但不管未来的发展如何,可复用,能够自主返回大气层并且可以在普通机场着陆的轨道飞行器的科技树是必须要点开的。此科技树下的分支科技点包括且不仅仅包括:快速任务规划与仿真,地面配套,结构和热防护技术,系统操作能力设计,气动设计,自主空间运输技术,自主返回技术,先进制导导航与控制等等。

当然,等可复用航天器渐渐成熟后,我们也可以利用其优秀的轨道机动能力去考虑一些军事上的发展,比如去搭载一些SAR雷达啊,光学、红外观测系统啊,类似于《太空部队》里的那种卫星捕集器啊,甚至作为类似与苏联解体前研制的“极地”兆瓦级二氧化碳激光武器那样的天基能量武器的载台,等等。

饭要一口口吃,路要一步步走,对新技术,多搞试验才能厚积薄发。

其他网友观点

这次“可重复使用试验航天器”成功发射是我国航空航天领域的又一次重要突破。

这次发射没有实图,也没有详细报道,新闻很短,没有任何多余信息。

“我国4日在酒泉卫星发射中心,利用长征二号F运载火箭,成功发射一型可重复使用的试验航天器。

试验航天器将在轨运行一段时间后,返回国内预定着陆场,期间将按计划开展可重复使用技术验证,为和平利用太空提供技术支撑。

这是长征二号F运载火箭第14次执行发射任务。“

这个新闻中反映出几个信息:

1, 火箭使用的是长征二号F运载火箭,大家都知道,长征二号F运载火箭是我国研发的专用于载人航天和空间站项目的火箭,此次发射用该火箭发射或许表明该试验航天器未来会发展为载人或空间站相关的航天器。

2,可重复使用,这是技术突破的重点。而且会“返回国内预定的着陆场“。

那么现在可重复使用的航天器有哪些?

有:飞船、航天飞机、空天飞机等。

可重复使用的飞船,包括美国的龙飞船、中国的新型载人飞船都是可重复使用的载人飞船。中国的新型载人飞船采用新型防热材料和和结构,每次发射后,只需更换隔热材料和少量部件,就可以重新发射,理论上可以重复使用10次,大幅降低成本,缩短发射间隔时间。

航天飞机,美国和前苏联均为了降低发射成本而研发了航天飞机,但结果是成本没有降低,安全性可靠性问题不少,后来因前苏联解体,美国两次航天飞机失事而被弃用。

空天飞机,典型的就是美国X-37B空天飞机,是兼具航空和航天的新型航天器,可在外太空高速飞行,也可在大气层中飞行,可在常规机场起降,太空滞留时间长,美国的试验机最长滞留太空718天,可重复使用,可快速重复发射。空天飞机,军事意义重大,可快速抢占太空制高点,可攻击卫星,可快速监视打击全球任一目标,号称“一小时打遍全球“,是未来太空战的关键力量。

据推测,这次发射的可重复使用的航天器很可能就是空天飞机。而且新闻中点出了和平两字,似乎多此一举,和平的对立面是战争,恰恰说明该可重复航天器的军事意义重大。而在上述分析的三类航天器里。军事色彩最浓重的就是空天飞机。

其实空天飞机作为兼顾航天和航空两种功能的航天器,可以自由穿梭于大气层的内外,除了军事用途,民用前景也非常好,如它可很方便的进行太空旅行,它的发射成本低,准备时间短,太空滞留时间长,可以用来做各种太空科学实验、太空技术研究等。前期空天飞机主要以无人机为主,未来会朝载人方向发展。

“害人之心不可有,防人之心不可无“,美国不断的将太空军事化,在中美竞争的大背景下,该”可重复使用航天器“的发射成功无论在和平开发太空技术上和军事上均意义重大。

长2F火箭

其他网友观点

这是为中国经济版航天(无人/有人)飞机定型的测试!按照循序渐进的规划:目前,航天飞机采用"火箭垂直起飞+滑翔水平回收"是最为现实的模式。这个符合中国论证、发展载人航天方案:航天飞机乃至空天飞机的方案也成为了拟议的主流。不过,中国航天事业受限于资金、技术的现实限制,最后还是选择最安全、技术难度相对最小的"垂直起飞"的返回式航天飞船方案——1992年开始,2003年载人首飞的“神舟”号飞船。

中国的"神龙"系列已经实现钱学森国士的"水平起飞+水平回收"的方式:轰六搭载"神龙"试验成功。不过,"神龙"采用无人驾驶模式、小型化体型不太适用突飞猛进的中国航天事业;

因此,大型化、廉价型的航天飞行器成为航天大国们竞相发展的平台。目前,最有实力的依然是中、美两国:陆续发展出快速发射火箭、可重复使用火箭、空天飞机(廉价版航天飞机)……可是,唯一具有建设空间站能力的只有中国!因此,发展可重复使用航天器成为中国航天事业的奠基石之一:此次试验表明,中国的廉价航天器的隔热材料突破技术瓶颈!未来,中国可为和平利用太空提供更加便捷、廉价的往返方式。当然,中国空天飞机实现载人飞行以后,空天飞机拥有的比较大的挂载能力和装载空间,临时挂核弹头或者反导拦截导航也在清理之中。

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