未來載人航天啥樣？來中國航展一探究竟

文／付毅飛

9月28日在珠海舉辦的第十三屆中國國際航空航天博覽會上，中國航天領域“明星云集”。其中，中國載人航天工程中的重磅“角色”登場亮相，引來廣泛關注。

空間站組合體3D展示產品首秀

由中國航天科技集團五院抓總研制的空間站組合體3D展示產品，在本屆航展上首次對外公開展出。

空間站組合體3D展示產品融合模型和VR虛擬現實技術演示，包括艙外機械臂漫游和艙內交互漫游兩個部分，能以互動體驗方式，使公眾零距離感受航天員在中國空間站的工作和生活場景，沉浸式體驗中國空間站在太空飛行的壯麗場景。

空間站是航天強國建設的重要標志，是國家級太空實驗室和國際科技合作交流平臺。中國空間站命名為“天宮”，基本構型由核心艙、實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ三個艙段組成，呈T字構型，核心艙居中，實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ分別連接于兩側。空間站核心艙是空間站的主控艙段，被命名為“天和”，是空間站的管理和控制中心，也是航天員休息的主要場所，配置對接口供飛船等飛行器訪問對接，支持開展空間科學實驗和技術試驗。

核心艙、實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ三艙組合體質量約66噸，額定乘員3人，乘員輪換期間短期可達6人，具備十余噸載荷設備的安裝和支持能力。中國空間站設計壽命不小于10年，具有通過維護維修延長使用壽命的能力，并具備一定擴展能力。未來，完成建設的空間站將成為中國空間科學和新技術研究與應用的重要基地。

隨著航天員兩次出艙任務的順利完成，中國空間站核心艙機械臂也成為了國際關注的亮點。由五院抓總研制的空間站核心艙機械臂是目前同類航天產品中復雜度最高、規模最大、控制精度最高的空間智能機械制造系統，主要承擔艙段轉位、航天員出艙活動、艙外貨物搬運、艙外狀態檢查、艙外大型設備維護等八大類在軌任務。

新一代載人飛船試驗船返回艙亮相

五院抓總研制的新一代載人飛船返回艙，也在本屆航展上亮相。

新一代載人飛船是面向我國未來載人月球探測等任務需求發展的新一代天地往返運輸飛行器，通過模塊化設計來兼容載人月球探測和近地空間站任務，具備高安全、高可靠、模塊化、多任務等特點，大幅提高我國載人和貨物天地往返運輸能力。

2020年5月5日，新一代載人飛船試驗船由長征五號B遙一運載火箭發射升空，在軌飛行兩天19個小時，通過7次自主軌控進入遠地點高度8000公里的大橢圓軌道，制動后以超過每秒9公里的速度返回再入，創造了接近第二宇宙速度返回再入的熱流條件。返回再入階段，試驗船通過新型制導策略控制飛行過程，以群傘減速、大型氣囊緩沖著陸，于2020年5月8日順利返回預定著陸場，任務獲得圓滿成功。新一代載人飛船試驗船發射重量達到21.6噸，是我國目前已發射推進劑加注量最多、返回再入規模最大的航天器，為我國新一代載人飛船研制奠定了堅實的基礎。

新一代載人運載火箭將助力載人登月

由航天科技集團一院研制的新一代載人運載火箭無疑是航展中的焦點之一。

航天界常說：“運載火箭的能力有多大，航天的舞臺就有多大”。新一代載人火箭是根據我國載人航天工程發展規劃，為發射我國新一代載人飛船而全新研制的一型高可靠、高安全的載人運載火箭，是新一代運載火箭中的新成員。

記者從一院了解到，該火箭由助推器、芯一級、芯二級、芯三級、逃逸塔及整流罩組成，全長約90米，起飛重量約2000噸，可將25噸有效載荷直接送入奔月軌道，或者70噸有效載荷送入近地軌道。

目前這款火箭還在研制階段，尚未在公眾面前展露真顏。未來，它將用于載人月球探測工程中環月、繞月、登月等演示驗證及飛行任務，快速推動我國運載火箭技術和進出空間能力的重大提升和跨越。

未來載人飛船將這樣回家

航展上，3頂紅白相間的降落傘和6個大型緩沖氣囊特別醒目，吸引了不少觀眾。這是五院展示的新一代載人飛船試驗船回收著陸系統。

較以往神舟飛船，新一代載人飛船試驗船的回收著陸功能采用了全新的設計理念，最直觀的表現就是采用群傘氣動減速和氣囊著陸緩沖，以及由這兩項技術衍生和適配的開傘程序控制、垂掛轉換、著陸穩定性控制、大型試驗實施等一系列全新關鍵技術，為試驗船的方案設計提供支撐和保障。

由于新一代載人飛船試驗船要比神舟飛船重一倍，體積空間也顯著增大，需要更為強勁的減速動力和平緩的載荷控制，而研制更大的單傘從技術難度和經濟性角度都不合適，所以新一代載人飛船試驗船回收采用了群傘系統進行空中減速。其由3具與神舟飛船降落傘面積相當的降落傘組成，可以使超高速飛行的返回艙，在極短的時間里減到普通汽車市區內的行駛速度，同時還確保航天員的過載和姿態旋轉感受良好。

同時，新一代載人飛船試驗船采用了6個安裝在飛船底部的大型緩沖氣囊進行著陸緩沖，每個緩沖氣囊充滿后相當于一個卡車輪胎大小，可以針對新飛船試驗船不同的著陸情況，在合適的時機控制某些氣囊先排氣，某些氣囊后排氣。相較于神舟飛船采用的緩沖方式，緩沖氣囊的性能在安全性、大載荷的適應性方面表現更為優秀。