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  • 猎户座载人飞船

    “猎户座”载人飞船,又名“奥赖恩”,原美国“星座计划”(即新重返月球计划)中下一代载人航天系统,目标是使人类往返于地球和月球之间,并为国际空间站提供补给。猎户座飞船(Orion)是美国国家航空航天局(NASA)为星座计划研发的新一代载人航天器,其每一架可以承载4至6个宇航员,原定目标是在2015年开始载人到达国际空间站。该飞船被设计为通过以同样处于正在设计状态的战神一号运载火箭来发射。2006年8月31日,美国国家航空航天局将该飞船的合同授予洛克希德·马丁公司,由其负责设计、开发及建造。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名称: 猎户座载人飞船 外文名: Orion
    所属国家: 美国 主要制造商: 洛克希德·马丁公司
    发射时间: 2015年 发射载体: 战神一号,四号,五号运载火箭
    目的星球: 月球 主要任务: 使人类往返于地球和月球之间,并为国际空间站提供补给。

    目录

    简介/猎户座载人飞船 编辑

    猎户座载人飞船猎户座载人飞船

     “猎户座”(Orion)飞船是NASA为星座计划研发的新一代载人航天器,旨在2020年将人类再次送往月球,接着征服火星等太阳系内目标。

    “星座”计划中的“猎户座”飞船外观看上去同阿波罗飞船一样,但实际上前者比后者大的多。飞赴月球的“阿波罗”飞船携带3名宇航员,“猎户座”飞船则可以装载6名宇航员。[1]

    按照计划,猎户座飞船将会在肯尼迪航天中心的39号发射复合体进行发射。该发射复合体的39A发射台目前被用于发射航天飞机,而39B则正在进行适应发射战神火箭的改造。美国国家航空航天局将在2011年进行最后一次航天飞机发射之后,用该飞船来执行载人航天任务。其首次任务被定于在2015年执行,之后将用于访问国际空间站。如果商业轨道运输服务出现问题无法使用,则该飞船将会替代执行国际空间站的后勤运输任务。此后,猎户座飞船将会作为载人月球及火星计划中的一个关键装备。[2][3]

    命名由来/猎户座载人飞船 编辑

    “猎户座”名称源自一个误会。NASA原本计划将研制的载人飞船命名为“载人探索飞行器”(CEV),并打算于2006年8月31日公布。可惜在2006年8月22日之前,国际空间站上的美国航天员杰夫•威廉姆斯在对地球无线电通话时无意中说溜了嘴,提到NASA为载人飞船选定最后名称“猎户座”,消息很快传播开来。为此NASA只得在2006年8月22日正式公布“猎户座”这个名字。[4]

    特征/猎户座载人飞船 编辑

    猎户座载人飞船组成结构图猎户座载人飞船组成结构图

    猎户座飞船的外貌与阿波罗飞船相似,但内部空间比阿波罗飞船大2.5倍,最多可容纳6名宇航员,融入了电脑、电子、维生系统、推进系统及热防护系统等领域的诸多最新技术。同航天飞机比,奥赖恩的使用成本更加低廉,安全系数也提高10倍,而且与航天飞机一样可以回收再用。

    飞船并没有机翼和尾翼,不再像航天飞机那样通过滑翔方式返回地球,而是像飞船那样通过降落伞降落,因而不需要复杂的气动外形和防热系统,可提高返回时的安全性。 

    发射时飞船将与火箭串联在一起,即飞行器在火箭的顶部,而不像航天飞机那样与火箭并联,所以能远离燃烧的发动机和坠落的碎片造成的危险,完全避开泡沫材料脱落的威胁。 

    设置有‘逃逸塔’系统,一旦在发射时出现故障,引发燃料爆炸,可迅速将飞行器分离出去,通过降落伞安全降落。这些措施可使航天飞行事故率从以往航天飞机1/220降低为现在的1/2000,提升了安全系数。借鉴俄罗斯飞船的经验,把人、货分开运输,这样既安全又经济。[2]

    设计及结构/猎户座载人飞船 编辑

    结构组成

    猎户座飞船“载人及服务模块”(CSM)的结构包括两个主要的部分:一个圆锥形的载人舱,以及一个圆柱形的服务舱。后者除了提供飞船的推进动力之外,还提供额外的供给。这两者都是在1967年至1975年执行任务的阿波罗号飞船命令及服务模块的基础上进行设计的,除此以外,还参考了航天飞机计划中所衍生出来的新型技术。探索系统任务部综合办主任尼尔·伍德沃德认为“使用现有技术和解决方案能降低风险”[5]

    载人模块

    猎户座载人飞船载人模块猎户座载人飞船载人模块

    猎户座飞船的载人模块计划由洛克希德·马丁公司建造,可以容纳四至五名机组人员。与之对比,阿波罗飞船的载人模块只能接载三名人员,但航天飞机则可载七名人员。虽然猎户座飞船采用了与六十年代开发的阿波罗飞船相近的设计理念,其载人模块将会使用数项较为完善的技术,包括:

    “玻璃驾驶舱”数字化控制系统衍生于波音787飞机中的驾驶舱;[6] 

    类似俄罗斯进步号飞船和欧洲自动运载飞船的自动对接系统,该系统允许在紧急情况下由宇航员全权控制。此前的其他美国飞船,如双子座、阿波罗飞船,以及航天飞机等,在进行对接时都需要手动操作;

    改进过的废弃物管理设备,包括一个微型野营式马桶,以及一个在航天飞机和国际空间站中已投入使用过的不分性别的“便溺管”。其中航天飞机的“便溺管”系统是基于天空实验室上的系统开发的,而国际空间站的系统则是基于联盟号、礼炮和和平号国际空间站的同类系统。因此,在该飞船中将彻底取消遭人恨的“阿波罗袋子”。之所以称为“阿波罗袋子”,是因为阿波罗飞船上的宇航员必须使用这种“设备”。该“设备”其实就是一个开口处有粘性的塑料袋,排便时需要将其粘贴在屁股上,然后再进行排便;[7] 

    一个氮气/氧气混合空气环境,保持海平面的大气压(101.3kPa),或者稍低(55.2至70.3kPa);

    一个比之前任何载人飞船更加先进的计算机系统。  

    猎户座飞船飞近月球的构想图猎户座飞船飞近月球的构想图

    为了使猎户座飞船能够与国际空间站或者其它星际飞船对接,对接系统采用了新的低冲击对接系统设计。该设计是航天飞机上所使用的通用对接环的简化版本,有趣的是航天飞机上的这一系统其实是源自于1975年俄罗斯为阿波罗-联盟测试计划而设计的对接系统。飞船及对接接合器均设置了水星号和阿波罗号上所使用的发射逃逸系统,以及源自阿波罗飞船上的玻璃纤维推进器保护罩。升空过程中的前2%时间内出现问题,这些装置将保证载人模块能安全逃逸。

    猎户座载人模块的形状与阿波罗号指挥舱类似,是一个顶角为57.5°的圆台体。其投影直径为5.02米,长度为3.3米,重8.5吨。它的总体积将会阿波罗号的2.5倍,内部空间容积约为5.9立方米,可承载4至6名宇航员[8]。经过长期的研究,美国国家航空航天局决定选用低密度碳化烧蚀材料(Avcoat)作为重返大气层时的热盾材料。低密度碳化烧蚀材料是由玻璃纤维及酚醛树脂构成的蜂窝结构,其中填充以石英纤维。该材料曾在阿波罗计划中使用,并在航天飞机早期飞行任务中用在了特定的部位。[9]  

    研制历史/猎户座载人飞船 编辑

    猎户座载人飞船展示猎户座载人飞船展示

    2004年1月14日,时任美国总统的乔治·沃克·布什对外宣布了太空探索远景计划,其中包括了当时被称为“载人探索飞行器”的猎户座飞船。

    美国国家航空航天局2005年9月19日公布,研究建议2014年开始进行猎户座的载人飞行任务,并认同采用月球轨道集合的方法登陆月球。

    2006年9月,美国国家航空航天局选定洛克希德·马丁为猎户座的合约商,后者同时也是当前擎天神五号运载火箭外挂燃料箱的合约商。

    猎户座飞船登月任务的开发计划在2010年航天飞机退役后立即开始提速。其中的月球表面登陆模块(登月舱)以及重型起飞推进器会同时并行开发,并且在2018年即进入可以执行任务的状态,并最终于2020年在月球表面着陆。登陆舱与阿波罗登月舱相比大很多,可以携带重量高达23吨的载筹抵达月球表面。

    相关文献

    参考资料
    [1]^引用日期:2011-02-12
    [2]^引用日期:2011-11-09
    [3]^引用日期:2011-11-09
    [4]^引用日期:2011-11-09
    [5]^引用日期:2011-11-09
    [6]^引用日期:2011-11-09
    [7]^引用日期:2011-11-09
    [8]^引用日期:2011-11-09
    [9]^引用日期:2011-11-09

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