我国将研制新一代载人飞船,可搭载 7 名航天员,这意味着什么?

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guyama 发表于 2023-10-28 14:42:06|来自:北京 | 显示全部楼层 |阅读模式
今年完成空间站在轨建造后,工程转入10年以上的应用与发展阶段。初步计划每年发射2艘载人飞船和2艘货运飞船,航天员长期在轨驻留。将研制新一代近地载人运载火箭和新一代载人飞船。我国新一代载人飞船可搭载7名航天员。
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〖龙少爷〗 发表于 2023-10-28 14:42:51|来自:北京 | 显示全部楼层
首先,这已经不是将研制了,而是已成既定事实。早在2020年5月5日,我国就进行了长征五号B火箭和新一代载人飞船试验船的首次+首次发射。
当然,这也是本人第一次在央视直播中解说火箭发射全程

一、为什么需要新飞船?
1992年9月21日,中国启动了中国载人航天工程,即著名的“921工程”。按照计划,该工程可分为“突破天地往返”、“突破交会对接,出舱行走和在轨短期驻留”和“运营长期在轨驻留的大型空间站”三个阶段。
经过了30年发展,整个工程已经历了4型火箭(长征2F、7、5、5B)、13艘神舟载人飞船、3艘天舟货运飞船、3批航天员、两个天宫目标飞行器/空间实验室和天宫核心舱的巨大成功。中国以极低的成本、最高效率地利用有限任务次数,完成了天宫空间站建站的全部准备,可谓是人类航天史上的奇迹。



杨利伟成为中国航天划时代发展的见证者(图源:中国载人航天办公室)

30年来,中国载人航天技术达到新高度。但随着技术发展进入深水区,中国载人航天也面临着一系列挑战,如果总结为一句话,就是“现有技术不够用了,已经无法满足未来迈向更远的星辰大海”。
目前,中国正处于服役阶段的载人飞船只有神舟飞船。标准三舱式(推进舱、轨道舱和返回舱)构型,仅能运送3名航天员、运力有限、一次性使用、功能和拓展性有限、仅能在近地空间使用,各方面都无法满足下一步需求。
比如说,如果要进行载人登月等深空探测,更多人次天地往返等,根本不行。而且一次性飞船,非常昂贵。



神舟飞船空间逼仄,加上轨道舱的总生活空间可活动范围仅相当于一间2-3平米的房间,甚至无法放下一张床(图源:中国载人航天)

因而,目前世界唯三的载人航天势力,中国、美国和俄罗斯,都在发展新一代载人航天飞船技术。中国也测试了新载人飞船试验船,它相比神舟飞船而言,进行了全方位的升级。



世界现役载人飞船和在研载人飞船对比,各国新型载人飞船的各项能力均大幅提升(授权图源:Memorian-QN)

二、新载人飞船在哪里进行了升级?
1.修改成更大的两舱式设计
新载人飞船相较神舟飞船,移除了轨道舱。
神舟飞船设计轨道舱的主要原因在于它可以在飞船整体进入轨道后,给三名航天员提供短期驻留空间,从事科研和技术验证等,空间也稍大于返回舱(8立方米)。在载人任务结束后,推进舱和返回舱回返回地球,推进舱会被抛弃。而轨道舱能实现一定时间在轨驻留,起到小型空间科研平台的效果。这是近地空间站和载人飞船技术不成熟时的一种技术妥协,但总体性价比并不高。



2016年10月16日神舟11号飞船进入太空,两位航天员景海鹏和陈冬在完成与天宫二号对接任务后返回地球,而神舟11号飞船的轨道舱一直留到了2020年轨道降低会进入大气层焚毁(左图源:中国载人航天)

随着中国载人航天也即将迈入空间站时代,效率更高、技术更先进、容量更大的两舱式设计更加适合当前需要。它的最大运力为7名航天员,大幅超过了神舟飞船仅3名的上限。
此外,它还拥有更大货运能力,尤其是在进入太空和返回地球时可由航天员携带回更多有价值载荷。而且正像龙2飞船的设计理念一样,也可在此基础上衍生出可复用的纯货运版。

2.可重复使用
联盟飞船和神舟飞船都是一次性使用,唯一返回地球的返回舱也完全失效,而新载人飞船将通过模块化、通用化设计实现重复使用。一个典型特点是它采取隔热模块和返回舱段组合的方式,使用后仅需更换隔热模块即可。



早在2016年6月25日,我国新型火箭长征七号首飞时就携带了新一代载人飞船实验缩比返回舱,随后在2018年第十二届中国国际航空航天博览会展出,可以明显看出防热结构和主金属结构的模块化设计(图自:新华视点)

为提升回收安全性、降低对返回舱的损耗,新载人飞船返回舱将采取群伞与缓冲气囊结合的方式回收,相较神舟飞船做了全方位升级。新飞船预计将实现10次以上稳定复用能力。




早在2018年5月,新载人飞船就进行了气囊着陆缓冲实验(图源:航天科技集团)

3.长寿命、多构型的先进通用平台
神舟飞船在驻人情况下仅能维持几十天,即便是挂在空间站候机,例如天宫预计的半年轮换时间,也接近了它的寿命上限。而新载人飞船设计寿命将起步2-3年水平,不仅能够满足近地轨道任务需求,也能满足更长期的深空探测任务需求。与此同时,新载人飞船的材料设计也允许它在太空更恶劣的环境、尤其是深空辐射环境中,长期正常工作。
新载人飞船主要会有两个构型,它们大小、质量等不同。这意味着新载人飞船不仅适用于常规的近地轨道载人任务,也可以根据任务需求扩展为探月和深空探测版本,最大构型8.8米长,重21.6吨,足以完成复杂深空探测任务需求。神舟飞船,并没有深空飞行能力。
对于深空探测载人任务,例如载人登月任务,飞船返回地球、冲入大气时速度更大,这意味着更剧烈的摩擦,必须提高飞船耐热能力。新载人飞船相较神舟飞船,在耐热能力提升了3-4倍,未来的中国载人登月计划,它也必将成为主力。



2019年12月27日,中国长征五号运载火箭遥三任务顺利发射后的大屏(图源:我们的太空)

所以意义就是:
因为未来我们想去更远的太空,所以现在要做一个更厉害的飞船。
vfhpith 发表于 2023-10-28 14:43:00|来自:北京 | 显示全部楼层
我也来答一下,好多答主整的太专业了。这让普通人咋看明白啊。



  神舟系列飞船

传统的老飞船就是刚刚回来的神舟十三号,长这样啊。
用的火箭是长征2号F  长这样啊。


不得不说,传统的中国航天技术,有非常浓厚的苏联味。注意,这里并不是说我们的技术就是从苏联来的,当然有一定的渊源,但是主要是工程思想,受别人影响无可厚非。
   比如别人用多大火箭,我们用多大火箭,别人拉几个人,我们拉几个人,这方面。
  这老船用起来没问题,关键是不那么得劲啊。


  第一是内部比较拥挤。
  第二,还不光是飞船的问题,是设计思想的问题,自己这里没有完全的调查参数。就是火箭分离的时候,飞船的过载会达到4-6G。一个G就是一个重力加速度,简单说,就是你身上在背一个自己的重量,当然实际感受复杂点。
  正常人,只能忍受1到2G。稍微训练下,能忍受3G。
  一般飞行员艰苦训练,能忍受6G左右。
   最优秀的飞行员,功勋级的试飞员,能忍受9G。
  所以,第一内部拥挤,就不说了,挤一下就挤一下吧。关键是这个过载太大!这就很不友好,航天事业发展初期,我们选的宇航员,都是飞行员里的优秀飞行员,主要目的是突破航天技术。





我国首位航天英雄杨利伟有多年J7飞行经验!

  我国前几代宇航员一水的飞行员出身,杨利伟更是先飞了许多年J7,军事爱好者都知道。J7那是有名的难飞。自动化程度低,起飞降落速度,300多公里/小时的速度。甚至有偶尔空中发动机熄火的传说。对飞行员的技术要求那是非常高!
   航天事业初期,需要的就是这种飞行员!
但是随着我们航天事业越来越发展。我们的主要工作方向应该是科学研究了。我们应该送科学家上去,甚至,将来我们还要发展一下太空旅游业务。普通人也要上太空对不对。把航天技术突破方向,到科学研究,甚至商业上拓展,才能做大做强。
   这飞船拥挤,过载极限,哪是科学家和普通人受得了的?


  所以,新一代载人飞船,基本中美俄同步,如图是SPACEX 的龙飞船。
   主要以下几个特点。
   第一,更舒服,更宽敞。飞船重量普遍从上一带,8吨多发展到13吨15吨级别。
   第二,从原来2到3座,升级到 7座。小汽车换商务车。
   第三,自动化程度更高,过载更小。不需要航天英雄级别的优秀飞行员来控制。让科学家,普通人也能控制。
   第四,争取可回收,可复用。降低成本。(这一条我们还要继续努力!)


当然这背后也是船,舰一体的技术,比如我们新研究的飞船。当然也是和长征7号一体的。必定没优秀的火箭,你也控制不关键的因素,比如13到15吨的载荷,还有那2到3G的过载不是?
   航天人,加油!
==============
  更新一下,评论区说,可复用飞船没必要研究,这里对比SPACEX 龙飞船,已经是很便宜的船票。相对于俄罗斯给美国的报价8000万美刀,SPACEX 的报价5500万美刀。前几次都是一次拉四个人。那糊里糊涂算一下。一次2.2亿美刀。人民币13到14亿。
  虽然我们现在国力还可以,但是后面空间站建成,一年可能就数次载人飞船发射,这一次10亿一次10亿的扔钱,也确实压力山大!
  所以可复用飞船,可复用火箭的研发,肯定是必要的。
obwen 发表于 2023-10-28 14:43:58|来自:北京 | 显示全部楼层















……

我是真的想不通为什么这个问题下面都有这么多阴阳怪气的人?
中国强大了到底是刺痛了一些什么人的心?
为什么有些人就是急着要跳脚呢?

引用一段从知乎上看到的话
闻洋人之长则喜,闻洋人之短则急。
闻国人之短则喷,闻国人之长则疑。
国人死则怪郑府,洋人死则装圣母。量我舔袧之物力,结洋带人之欢心。
国内有则酸你抄袭,国内无则骂你不行。
国内追赶,则讽你不知差距;国内不赶,则骂你不思进取。
国内好的国外差,则骂你狂妄自信;国内差的国外好,则要你反思自己。
国内外都差的,则说学越南比烂第一。
国内外都好的,则说自己房子买不起。
国内产业落后,则问你国为什么当年不努力。
国内产业先进,则说你国光刻机落后几百年。
国外产业落后,则说他国用不着夕阳产业。
国外产业先进,则说人种优势和制渡优势。
国内铁路四万公里,则说感觉20年没变化。
国外地铁漏水破旧,则说人家发达比你早。
顺我者吹哨勇士敢于发声,逆我者告密小人,馆方喉舌。
顺我者民主、清醒,逆我者民粹、沉睡;顺我者独立思考,逆我者已被洗脑。

话说知乎的iP功能什么时候上线啊
如何看待知乎即将上线用户 IP 属地?
fifa8808 发表于 2023-10-28 14:44:45|来自:北京 | 显示全部楼层
我看了一下问题时间。。。提问有个问题。
我国不是将研制新一代载人飞船,而应该是既将使用新一代载人飞船。






都已经首飞过了,再多实验几次就可以实用了。。。
这不是将研制,这是已研制。
登月版会用这个打上去。921火箭。


——————
据说这是全世界新型载人飞船里唯一配备卫生间的。。。


这就是载人龙的厕所,嗯。。。好歹不用纸尿裤,姑且也能算是厕所。
——————
一次拉黑十多个窜进这个话题的奇行种,开心。。。
附奇行种名单,感谢知友 邪恶十进制https://www.zhihu.com/answer/2444738572
ouyang2008 发表于 2023-10-28 14:45:33|来自:北京 | 显示全部楼层
我国新一代载人飞船可搭载7名航天员!明年计划发射我国首个大型空间巡天望远镜

据央视新闻,4月17日下午,国务院新闻办公室举行新闻发布会,介绍中国空间站建造进展情况,并答记者问。
据介绍,明年我们计划发射我国首个大型空间巡天望远镜,开展广域巡天观测,将在宇宙结构形成和演化、暗物质和暗能量、系外行星与太阳系天体等方面开展前沿科学研究,有望取得一批重大创新成果。



图片来源:视觉中国-VCG111336175058

据北京日报,中国载人航天工程办公室主任郝淳介绍,今年完成空间站在轨建造以后,工程将转入为期十年以上的应用与发展阶段。初步计划是每年发射两艘载人飞船和两艘货运飞船。航天员要长期在轨驻留,开展空间科学实验和技术试验,并对空间站进行照料和维护。为进一步提升工程的综合能力和技术水平,还将研制新一代载人运载火箭和新一代载人飞船,其中,新一代载人运载火箭和新一代载人飞船的返回舱都可以实现可重复使用。新一代载人飞船综合能力也得到了大幅提升,可以搭载7名航天员,另外它的上行和下行载荷能力也得到大幅度提高。同时,我们在考虑研发空间站的扩展舱段,为进一步支持在轨科学实验和为航天员的工作和生活创造更好的条件。
另外,空间站这十年以上的应用与发展阶段还将利用空间站舱内安排的科学实验柜和舱外大型载荷设施,开展更大规模的空间研究实验和新技术试验。主要涉及空间生命科学与人体研究、微重力物理科学、空间天文与地球科学、航天新技术等众多领域。
我们还将积极探索载人航天商业化发展模式,吸收社会力量参与空间站建设和运营维护,不断提升空间站综合效益,推动载人航天事业高质量发展。



图片来源:新华社制图截图

此外,据央视新闻,中国载人航天工程空间应用系统副总设计师、中国科学院空间应用工程与技术中心研究员钟红恩介绍,核心舱在轨运行将近1年时间,空间应用系统全新研制的有效载荷在轨工作稳定、状态良好,与相关系统的接口协调、匹配,下行了大量科学实验数据和样品,取得了丰硕成果,主要包括几个方面:
第一,新一代应用任务天地一体化系统方案得到了验证,其中包括国际先进的应用在轨共用支持方案、大型科学研究设施构建方案、低延迟宽带应用天地支持方案等,为两个实验舱应用任务在轨建造奠定了坚实的技术基础。
第二,国内首次在轨实现了基于先进通信协议的高可靠、大带宽光纤通信网络,具备分布式大容量数据存储和高速在轨计算能力。我们突破了国际先进科学实验柜机电热一体化等核心关键技术,建立了高水平的应用在轨共用支持条件。
第三,无容器材料实验柜已成为国内首台、国际上第二台在轨运行的同类研究设施,相比国外指标更高、能力更强,成功完成了多种类、多批次材料样品实验,加热温度达到2000摄氏度以上,发现了多种新现象,正在对下行样品开展深入科学研究。
第四,我们高微重力科学实验柜首创磁悬浮和喷气悬浮双层隔振方案,实现了比空间站平台高2-3个数量级的微重力水平,首次获得了1E-7g量级的微重力,达到了国际先进水平,具备支持开展相对论与引力物理等前沿研究的条件。
第五,首次获得了天地往返延迟优于2秒的遥科学实验能力,我们建立了先进的数字孪生模型与实物镜像比对的全新的实验模式,高效支持了在轨科学实验。
钟红恩表示,接下来,空间应用系统将在核心舱任务中,深入开展无容器材料科学实验和高微重力科学实验,两个实验舱的有效载荷将陆续完成正样出厂、发射场测发和在轨测试,按计划完成建造任务。



图片来源:新华社

空间应用系统在空间站舱内安排了14台高水平的科学实验柜,每台实验柜都是一个小型的太空实验室。在空间站舱外安排了3个大型载荷挂点,2个暴露实验平台,以及与空间站共轨飞行的巡天空间望远镜等“旗舰型”研究设施;支持开展在空间生命科学、微重力物理科学、空间天文和地球科学、空间新技术与应用等多个研究领域,近百个研究计划和上千项科学研究;将在宇宙和天体的起源演化、物质结构、生命起源等基础性、前沿科学问题上取得重大发现,在基础物理、空间生命科学、空间材料科学、微重力流体物理和燃烧科学等重点研究方向取得科学突破,推动我国空间科学研究与应用达到世界领先水平。
来源:每日经济新闻综合央视新闻、北京日报

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