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谢尔曼铁骑|【智库声音】志澄观察：“载人龙”飞船：创新与风险并存

来源：空天大视野作者：黃志澄
谢尔曼铁骑|【智库声音】志澄观察：“载人龙”飞船：创新与风险并存
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“载人龙”飞船与“猎鹰”9火箭在发射台上
美国东部时间5月30日下午3时22分 ， 美国空间探索技术公司（SpaceX）用“猎鹰”9火箭 ， 把载有罗伯特·贝恩肯（BobBehnken）和道格·赫利（DougHurley）等两名航天员的“载人龙”（CrewDragon）飞船成功送上太空 。 此次发射备受瞩目 ， 它是美国航天飞机退役后时隔9年 ， 首次在本土利用美国国产的航天运载系统实施载人发射 。 也是美国一家民营商业航天创业公司首次将人送入地球轨道 。
这次发射是在5月27日因天气原因推迟发射后才取得成功的 ， 全部任务还要经历与国际空间站对接和返回地面等环节的考验 。 本文在分析了“载人龙”飞船在技术创新和工程创新的特点后指出：在载人航天工程中 ， 创新与压力共生；创新与风险并存 。
“载人龙”飞船的技术创新
“载人龙”飞船采用两舱式设计 ， 它具有可重复使用、乘员运输能力强、内部空间大和操作友好等特点 ， 能够执行低成本、商业化的低地球轨道载人航天飞行任务 。 飞船可容纳7名航天员（目前俄罗斯“联盟”飞船只能搭载3人） 。 飞船净重9.525吨 ， 发射质量15吨 ， 高8.1米 ， 直径4米 ， 加压容积10立方米 ， 非加压容积37立方米 ， 上行载荷能力6000千克 ， 下行载荷能力3000千克 ， 可处理废弃物800千克 。 该飞船可独立飞行工作7天 ， 在对接状态下能工作210天 。
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“载人龙”飞船
与俄罗斯“联盟”飞船相比 ， “载人龙”飞船采用了许多新技术 ， 是名符其实的新一代载人飞船 。 甚至和“龙”货运飞船相比 ， “载人龙”飞船也有不少突破 。 例如“载人龙”使用了新的超级天龙座发动机系统、触摸控制屏和更耐用的热防护层等众多新技术 。 这充分说明 ， SpaceX公司视技术创新为生命 ， 只有不断创新 ， 才能生存和发展 。 下面我们简单介绍“载人龙”飞船的技术创新：
1.“载人龙”技术创新的最大亮点是采用了首创的新型发射逃逸系统 。 在“载人龙”飞船4个侧面分别装有推进器吊舱 ， 每个吊舱配有2台超级天龙座发动机 ， 2台一组 ， 互为备份 。 如果在“猎鹰9号”发射“载人龙”的过程中火箭出现故障 ， 该载人飞船将不再使用传统的逃逸塔救生 ， 而是利用自身超级天龙座发动机系统进行发射逃逸 。 这种逃逸方案的好处是逃逸系统全程都在飞船上 ， 从而让其具备了全程逃逸能力 。 另外 ， 由于避免了逃逸塔分离过程 ， 简化了整流罩 ， 提高了航天员的安全性 。 2020年1月19日 ， 编号为C205.1的“载人龙”飞船 ， 完成了“发射中逃逸试验” ， 为“载人龙”迈向首次载人发射 ， 冲过了最后一道难关 。
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超级天龙座发动机
2.“载人龙”飞船实现了完全自动驾驶 。 它可以全程自动化飞控 ， 全自动对接空间站 ， 全自动应急处理等 ， 当然也可以切换到人工操控 ， 同时还同步受到地面飞行控制中心监控 。 它使用了最现代的信息技术 ， 其操控台由3块可移动的大型液晶触摸控制屏组成 ， 其操作过程与使用iPad的方法十分接近 。
3．“载人龙”飞船取消了传统的可展开太阳电池翼 ， 而采用了非加压舱半包围体装式太阳能电池板 。 这样可以避免出现电池翼不能展开的故障 ， 而且使用率高 ， 效能更好 ， 无论哪个角度 ， 只要有太阳光照 ， 飞船就会吸收光辐射 。 当然 ， 采用这一技术除了要求太阳能电池板必须由曲面集成外 ， 还需要反复试验电池板的受热膨胀问题 。
4．“载人龙”飞船内部设计力求简洁、舒适和美观 ， 让搭乘“载人龙”飞船变成一种太空观光体验 。 例如 ， 飞船设计有5扇舷窗 ， 大幅扩展了航天员的视野 。 其内部设计与特斯拉电动汽车内部设计很相似 。 整个乘员舱看起来就像是一辆豪华的轿车 ， 一共有7个褐色真皮斗式座椅 ， 上层4个 ， 下层3个 ， 它们由碳纤维和阿尔坎塔拉织物材料制成 。


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