劉進軍
“獵戶座”載人飛船的由來
美國在20世紀70至80年代曾拋棄宇宙飛船,而熱衷于航天飛機。但實踐證明,與飛船相比,航天飛機既復雜、昂貴,也不安全,特別是兩次航天飛機的爆炸,嚇壞了許多人。其實,美國從20多年前就開始研制新型飛船。為了造出一種安全又省錢的宇宙飛船,美國國家航空航天局在全世界征集了上百種新飛船方案,這里面不乏許多青少年學生的奇思妙想。
幾年前,美國的洛克希德·馬丁公司研制試驗了一批新型飛船和空天飛機,但還未真正飛上太空。新型的多用途宇宙飛船—“獵戶座”載人飛船(Orion),就是這家公司負責設計和建造的。
兩艘飛船,分開發(fā)射
宇宙飛船一般將宇航員和科研儀器都裝在一個飛船上,發(fā)射的重量小,宇航員也不安全。這次為了登月成功,美國工程師想出了一個辦法—建造兩艘飛船,將宇航員和科研儀器等貨物分開發(fā)射,到太空以后再連接到一起!
所以,這個不像飛船像火箭的新飛船,實際上是由兩個飛行器組成。其中,載人飛船由“獵戶座”飛船和“戰(zhàn)神-1”號運載火箭組成,可搭載4~6名宇航員。貨物飛船由登月艙和“戰(zhàn)神-5”號運載火箭組成,可運送重型載運物,必要時也能搭載宇航員。而“戰(zhàn)神”號運載火箭是美國最先進的運載火箭。
“獵戶座”載人飛船這種新型航天器是前所未有的,其制造難度也超乎人們的想象。它的內部空間比“阿波羅”飛船大一倍,最多可容納6名宇航員。未
來,宇航員將乘著它飛往國際空間站,登陸月球和火星。此外,“獵戶座”載人飛船的主要系統,如動力、導航、生命維持、通信和計算機系統,將比“阿波羅”號飛船以及航天飛機上的更為先進,按照設計方案,它可重復使用10次。雖然發(fā)射費用高昂,但“獵戶座”飛船適合進行長期太空探索活動,并且更加安全,功能也更為齊備。
不像飛船像火箭
洛克希德·馬丁公司將航天飛機的火箭改裝了一下,把飛船放在火箭的頂部,所以“獵戶座”飛船看上去不像飛船,更像火箭。它包含三個部分:返回艙、服務艙和火箭助推器。返回艙用于宇航員工作、乘坐和返回。服務艙上有主推進系統、動力系統和飛行姿態(tài)控制系統。在執(zhí)行登月任務時,飛船還將配備一個特殊的太空艙—登月艙。火箭助推器的任務則是將飛船送入地球軌道。
“獵戶座”飛船由運載火箭發(fā)射,它的頭部和尾部分別安裝了火箭發(fā)動機,飛船在太空飛行時就靠它們來控制飛行姿態(tài)和方向。
坐飛船如同坐飛機
“獵戶座”飛船的外形很漂亮,也很好認。它有一對圓形的太陽能帆板,如同兩支扇子形狀的翅膀,隨時準備飛向太空?!矮C戶座”飛船的火箭是“戰(zhàn)神-1”號固體火箭第一級推進器,與航天飛機采用的火箭推進器差不多。飛船位于火箭的上方,這樣可以避免被掉落的泡沫塑料等物體擊中?!矮C戶座”載人飛船的最大直徑是5米,“阿波羅”號飛船只有4米。這么大的艙室,可以搭載更多的人和貨物,坐飛船就如同坐飛機一樣。
“獵戶座”載人飛船尾部的防熱層為耐火、耐高溫材料,會在飛行中汽化,從而保護飛船。這種隔熱層最多可修復并重復使用10次,從而延長了飛船的設計壽命。
大玩具陀螺
“獵戶座”飛船上的返回艙,在執(zhí)行任務時稱為指令艙,返回地面時才稱為返回艙,它的艙體就像個大玩具陀螺。重返大氣層時的速度高達11千米/秒。返回艙的內部,在宇航員座椅的周圍布滿了儀表盤、導航系統、通信系統等設備。返回艙的外殼則有一層合成樹脂與玻璃材料配合的防熱層。
美國的飛船每次都是降落在太平洋海面回收的。宇宙飛船在返回地球時,其他的部分都被拋棄,只有返回艙能返回地球。“獵戶座”載人飛船的返回艙采用了降落傘和氣墊相結合的降落設計。安全氣墊確保返回艙既可以在陸地回收,也可以在海上回收。
逃逸路線圖
最值得夸耀的是逃生系統。宇航員駕駛艙在“獵戶座”載人飛船的頂部,飛船在發(fā)射時,宇航員躺在乘員艙(返回艙)里,在30層樓高的火箭上面。如果在發(fā)射時出現危急情況,怎么辦呢?緊急逃跑是唯一出路,逃逸塔就是幫助宇航員緊急逃命的。
逃逸塔是“獵戶座”載人飛船的獨特部件之一。它是一種小型火箭,能在發(fā)射失敗時,在三分之一秒內將返回艙推離助推火箭,迅速、安全離開,然后打開降落傘,降落在1千米以外的安全地帶。這比航天飛機的終止程序更安全。
“獵戶座”飛船如何登月
“獵戶座”載人飛船的主要任務是登陸月球和火星。登陸艙在登月時又稱為登月艙,是專門為登月而設計的。登月艙和“獵戶座”飛船分別發(fā)射后,在太空對接會合,然后一起飛向月球。
到達月球上空后,“獵戶座”載人飛船與登月艙分離。“獵戶座”飛船圍繞月球飛行,等待登月艙上升段的歸來。宇航員駕駛著登月艙尋找登陸地點。
登月艙分為下降段和上升段。下降段有一組反推力火箭。登月過程中,登月艙在接近月面時,下降段的反推力火箭起動,火焰產生的推力使登月艙緩慢平穩(wěn)地降落,登月完成之后,下降段就永遠留在月球上。上升段相當于一個小飛船,帶有燃料,火箭發(fā)動機起動后,宇航員乘坐上升段緩緩起飛,飛離月球,與“獵戶座”載人飛船連接,一起飛回地球。
由于研制花費巨大等原因,“獵戶座”飛船計劃曾一度被美國取消,但幾經周折,如今它還在繼續(xù)開發(fā)當中?;蛟S在不久的將來,人們會看到它一飛沖天的消息。