“神秘乘客”大揭秘

從太空奔波萬里歸來的“深空方舟”——多用途飛船縮比返回艙，雖在下降過程中歷經磨煉，外表保護層與大氣層摩擦生熱，皮膚變得黢黑，可體型依舊健碩，2米多高的小個頭，安穩地躺在中國西北的沙漠戈壁上，寫下了中國載人航天工程又一個新的注腳。

6月26日傍晚，多用途飛船縮比返回艙安全“回家”，這標志著我國新一代中型運載火箭長征七號首飛任務既定目標全部實現。

長征七號在海南文昌航天發射場點火升空，鮮為人知的是，幾位神秘的“乘客”也隨之進入太空，這其中就包括多用途飛船縮比返回艙——一個貌不驚人，卻為驗證我國下一代載人飛船相關技術，為登月、去火星提前做準備的“小家伙”。

在海南文昌發射場，記者采訪相關專家，試著去揭開這些首飛乘客的神秘面紗，以及它們對未來中國航天的影響。

7位“神秘乘客”身份曝光

在6月25日晚長征七號運載火箭首飛任務新聞發布會上，載人航天工程辦公室（以下稱載人辦）副主任武平說，為充分發揮長征七號運載火箭首飛的綜合效益，綜合統籌有關需求，載人辦組織安排了遠征一號甲上面級、多用途飛船縮比返回艙、遨龍一號空間碎片主動清理飛行器、天鴿飛行器（2個）、在軌加注實驗裝置和翱翔之星立方星等6項7個載荷。

這是權威機構第一次披露7位“神秘乘客”的身份。

第一位乘客是遠征一號甲上面級，其本身也是一種航天器，具有獨立自主飛行、多次啟動、長時間在軌等特點，由長征七號運載火箭發射進入地球軌道后，能將其他有效載荷從某一軌道送入其他軌道或空間位置。

航天科技集團運載火箭技術研究院長征七號運載火箭總指揮王小軍說，遠征一號甲的主要任務是驗證多次啟動、長時間在軌飛行等技術，并作為其他載荷的搭載平臺，按程序將遨龍一號、翱翔之星、天鴿飛行器分別“擺渡”到不同的預定軌道，開展相關在軌試驗。

第二位是多用途飛船縮比返回艙，采用返回艙加過渡段的兩艙構型，外形為全新的倒錐形。其試驗的主要任務是獲取返回艙飛行的氣動力和氣動熱數據，驗證可拆卸防熱結構設計，為后續新型載人飛船的論證設計和關鍵技術攻關奠定基礎。

接下來是“雙胞胎”乘客——2個天鴿飛行器。

武平說，此次搭載2個天鴿飛行器，將開展在軌信息中繼技術試驗，也可以作為信息中轉站，進行天地信息傳輸。

最后2位乘客是在軌加注實驗裝置和翱翔之星立方星。前者作用類似于“空中加油機”，用于在空間軌道上為衛星、空間站等航天器進行氣、液補給，延長航天器的工作壽命。武平說，在軌加注實驗裝置與遠征一號甲上面級不分離，試驗任務結束后再入大氣層燒毀。

后者則采用標準立方星理念設計，由西北工業大學在校研究生及青年教師參與研制，質量33千克，在軌工作壽命1年。

武平說，翱翔之星立方星將開展地球重力場測量、空間抗輻射實驗以及自然偏振光導航技術驗證等一系列創新實驗。

最受矚目的“乘客”：為登月去火星做技術準備

最受矚目的乘客當屬未來載人“深空方舟”——多用途飛船縮比返回艙。之所以稱之為“縮比”返回艙，是因為這是一艘正式型返回艙的MINI縮小版，身高有2.6米，重約2.8噸。不同于它的神舟飛船先輩們的“鐘罩式”外形，它呈倒錐形，像一顆“子彈”。

航天科技集團空間技術研究院多用途飛船縮比返回艙技術負責人楊雷告訴記者，未來的正式型返回艙可以把航天員從月球、火星或其他更遙遠的太空，平穩舒適、更好更準地送回到預定的地球家園。此次縮比返回艙就是要為此做相關技術驗證。

目前來看，我國現有的神舟飛船主要為近地軌道任務而設計，如空間站。楊雷說，以后如果要登月，或者去火星，將對飛船的能力提出更高要求，我們現在就要提前做一些技術準備。

別看縮比返回艙身材不高，可身負重任，承擔著我國首次在軌獲取返回艙自由飛行氣動數據，首次探索可重復使用設計、驗證及評估技術，首次驗證新型金屬材料性能及制造技術等艱巨使命。

楊雷說，這些新技術是實現多用途返回艙安全可靠的“命門所在”，雖然他們在地面會通過模擬仿真、實物檢驗、風洞試驗等多種手段來驗證，可都不如上天飛行試驗準確。

數據顯示，美國、俄羅斯在載人航天任務中都發生過多起重大飛行事故導致航天員喪生，而我國載人飛行任務保持著成功率100%的驕人戰績，楊雷說，這正是源自工程參研、參試單位“反復驗證”的工作理念和嚴慎細實的科學作風。

據航天科技集團空間技術研究院相關科技人員透露，隨著這些技術的驗證成功，我國新一代多用途飛船將再添利器，整體性能將實現躍升，除了和神舟飛船相比，可以搭乘多一倍的航天員，還能到達更遠的深空，滿足未來載人登月、載人探火等多項任務。

楊雷表示，這和美國正在研制的多用途乘員飛行器MPCV、“龍”飛船Dragon、乘員空間運輸飛行器CST-100、俄羅斯未來載人運輸系統PPTS等“業界大腕”相比，也毫不遜色。

“升級版太空擺渡車”：完成異面軌道星座部署

另一個備受矚目的乘客，則是遠征一號甲上面級，它是我國“太空擺渡車”家族的新成員。

“上面級”，作為航天運輸系統的重要組成部分，是一種由基礎級運載器發射進入地球軌道（或準地球軌道），能夠進一步將有效載荷從地球軌道（或準地球軌道）送入預定工作軌道或預定空間位置的能夠獨立自主飛行的空間運載器，被譽為“太空擺渡車”。

2015年3月30日，我國首個“太空擺渡車”遠征一號上面級圓滿完成了其首次太空之旅，將其第一位“客人”北斗全球導航試驗星完美地“擺渡”到遠至幾萬千米的外太空，“太空擺渡車”家族的第一位成員誕生；之后于2015年7月25日，遠征一號再次將“北斗”雙星直接入軌發射送入目標軌道，開啟了我國航天一箭多星直接入軌發射高軌衛星的新篇章。

如今的遠征一號甲上面級，將迎來“乘客”更多、任務適應性更好、性能更強的太空擺渡使命，被形象地稱為“升級版太空擺渡車”。

以任務適應性更好為例，王小軍說，遠征一號甲及組合體發射任務是我國目前飛行程序最復雜、飛行時間最長、變軌次數最多的發射任務，具有“高集成性、高復雜性、高顯示度”的特點，可搭載的載荷結構形式各異，外廓尺寸從0.2米到2.8米、高度從0.3到2.3米，重量從18千克到2.8噸，接口需求復雜、目標軌道不同、分離時間不同，對滿足不同任務具有良好的適應性。

此外，其性能大幅提升，任務適應性、使用靈活性更高。王小軍說，相比遠征一號，遠征一號甲上面級通過多項技術改進升級，性能大幅提升，其在軌飛行時間從6.5小時延長至48小時，主發動機由2次啟動增加至9次啟動，分離次數也由1次增加至7次。

如此以來，“太空擺渡車”的任務適應性和使用靈活性就大大提高了，實現了將多種載荷直接送入各自不同工作軌道的能力提升、具備了異面軌道星座部署能力。

如同遠征一號可以將多個“乘客”擺渡至相近的目的地，遠征一號甲則拓展了擺渡車的服務功能，通過多次點火工作，適應更多復雜的路線，沿途將多個“乘客”擺渡至各自所需不同的目的地。

王小軍說，遠征一號甲的成功首飛，標志著我國新一代多載荷、多用途空間運輸及空間試驗平臺的誕生，將為我國未來的月球、火星等深空探測任務，軌道轉移、空間碎片清理等軌道服務，以及新材料、新技術空間試驗驗證奠定工程應用基礎，對于我國空間運輸與應用系統的發展具有里程碑的意義。

Tip：長征七號小科普

長征七號這個“大高個”身高53.1米，腰圍（芯一級直徑）3.35米，“體重”（起飛質量）594噸，最多可將13.5噸貨物送上太空。它的芯一級安裝了2臺YF-100發動機，四周捆綁了4個火箭助推器，每個助推器安裝了1臺YF-100發動機，火箭芯二級安裝了4臺YF-115發動機。這2種發動機都是我國新研制的液氧煤油發動機，YF-100推力是1 200千牛，YF-115推力是180千牛。它們的燃料是液氧和煤油，燃燒的產物是水和二氧化碳，無毒無污染，因此，很多人把它稱為綠色發動機，長征七號也就成了“綠色火箭”。