我们新一代货运飞船很快就会投入使用了!在今年3月30日,轻舟试验飞船成功发射升空,这艘飞船总重量大约为4.2吨,虽然起飞重量不是很大,打算搭载了1吨科学载荷,而且具备3年的在轨飞行能力。
在最初的半个月时间内,轻舟试验飞船圆满完成了关键技术验证、低成本设计与探索、拓展任务等既定目标,在4月15日就发布了第一批在轨试验成果。在完成了飞控测试后,轻舟试验飞船主动变轨,将飞行高度提升到了600公里的高度,并且转入长期运行阶段。
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除此之外,轻舟试验飞船还先后释放了两颗搭载小卫星,并和新征程01星开展了远距离抵近与撤离试验。
从发射升空到现在,轻舟试验飞船已经在轨飞行接近3个月时间,现在第二批试验成果也发布了。
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轻舟试验飞船搭载了改进型的蒸汽压缩空间制冷冰箱,在太空飞行过程中,这个,空间制冷冰箱成功突破了在外太空微重力环境下,压缩机气液分离与稳定运行的难题。未来轻舟货运飞船投入使用以后,这样的空间制冷冰箱可以为未来航天员的生活及需要低温储存的生物实验样品提供保存条件。
除此之外,轻舟试验飞船还完成了很多项太空医疗与生物培养试验。对于人类来说,轻舟试验飞船的这些成果是具有非常重要的意义的。
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因为未来我们人类肯定不会永远留在地球,会实现长期驻留太空、驻留外星球,而当我们在太空长时间飞行或者长时间在外星球上生活、工作,那完备的太空医疗保障体系将会是不可或缺的。现在轻舟试验飞船的在轨飞行任务中,就进行了相关领域的技术验证。
成功升至600公里轨道
轻舟试验飞船的在轨飞行时间比较长,设计寿命为3年时间,不过参考其他的很多航天器的飞行情况,一般情况下在轨时间都会比设计寿命长很多。
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轻舟试验飞船之所以能运行那么长时间,其中一个因素就是和它的飞行高度有关系。
在4月的时候,轻舟试验飞船就成功提升到了大约600公里的轨道。一开始,轻舟试验飞船的飞行高度比较低,大约只有200公里的高度,空气阻力就会比较大,如果不提升飞行轨道的话,轻舟试验飞船很快就会因为空气阻力的影响而出现速度衰减,早早就坠落地球,要么就只能频繁启动发动机消耗推进剂来提升飞行高度。
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而当轻舟试验飞船提升到600公里的近地轨道以后,空气阻力就小很多了,速度衰减更慢,可以飞行更长时间。原则上来说,只要轻舟试验飞船的仪器设备还能运行,太阳能电池板还能发电,就能一直运行下去。
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举个例子,在2004年,美国、英国和意大利共同研制的雨燕天文台在入轨时,高度大概就是585公里,当时NASA预计这一个天文台可以运行到2030年代初期,但是由于这几年太阳活动的影响,导致这个雨燕天文台速度衰减加速,加快坠落地球的速度,预计在今年年底就会坠落地球。从发射升空到即将坠落地球,雨燕天文台运行了22年时间。
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所以,即使轻舟试验飞船的设计寿命只有3年,但是理论上来说,可以飞行很长时间,十几年甚至更久可能都没问题。不过考虑到它未来燃料耗尽后会变成太空垃圾的情况,所以在结束使命时可能会预留一定的燃料,让轻舟试验飞船受控重返地球,避免变成太空垃圾后长时间留轨飞行。
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轻舟试验飞船飞得高一些,除了可以飞行更长时间以外,也更加安全。因为在400公里到200公里的高度,有很多卫星残骸、火箭残骸、飞船残骸,太空垃圾非常多,空间碎片碰撞风险比较高,而600 公里轨道,航天器密度更低,太空垃圾更少,理论上来说,被空间碎片撞击的概率显著下降,很适合这些无人的试验飞船长时间运行,降低试验任务安全隐患。
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当然,这也是对飞船进行的一些技术验证。飞船从200公里的低轨道飞行到大约600公里的高度,进行了大范围的机动,累计在轨点火时长达到3000秒以上。在机动变轨的过程中,轻舟试验飞船完成了单次数百秒的长时稳态变轨点火。
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在变轨过程中,充分验证了飞船的总体设计、结构、热控、控制、推进等核心系统的可靠性,为轻舟正样货运飞船的研制奠定了技术基础。
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轻舟正样飞船要来了
在3月30日发射的是轻舟试验飞船,进行一系列的技术验证以及科学研究,而轻舟正样飞船很快也会进行发射了。
按照计划,我们将会在2027年,也就是明年,就会发射轻舟正样飞船,对接到中国空间站上,为中国空间站补给物资。
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可能有一些网友好奇,现在我们已经有天舟货运飞船了,运载能力远超轻舟货运飞船,为什么还要研制运载能力小很多的轻舟货运飞船呢?
不可否认,天舟货运飞船是世界上运载能力最强的货运飞船之一,单次可以搭载7吨左右的物资去中国空间站,但是灵活性其实不是很强。
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因为天舟货运飞船一次就能带7吨左右的物资去太空,意味着一次补给就可以支持航天员飞行很长时间,天舟货运飞船的发射时间间隔也会比较长。现在每2年发射3艘天舟货运飞船进行补给,如果有一些需要紧急送上中国空间站开展的科学项目,就没法及时送上去。
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而轻舟货运飞船出现的原因之一,就是为了解决这一个问题。由于轻舟货运飞船运载能力小很多,发射成本也会低很多,所以轻舟货运飞船的发射时间间隔会比较短,可能一年发射3-4艘都没什么问题。这样一来的话,空间站补给的灵活性就高很多了,有一些需要快速进行的科学项目,就可以由轻舟货运飞船送上去。
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当然,只有轻舟货运飞船其实也没法发挥全部的作用。因为我们的空间站对接端口有限,只能同时停靠2艘神舟飞船以及1艘天舟货运飞船,所以,轻舟货运飞船想给空间站补给,就要等空间站的一些飞船撤离腾出对接端口才行。
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不过这样的情况很快就会得到解决。因为我们的空间站即将进行二次升级、扩容,新增一个舱段,空间站到时候就会从现在的T字构型变身为十字构型,到时候我们空间站也有更多的对接端口,可以支持更多的飞船同时在轨。
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