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亚轨道可重复使用航天器为何如此热门
 
[来源: 中国航天人才网 | 作者: 原创 | 日期:2021年7月23日 | 浏览64 次] 【  
 

近期,美国蓝色起源公司、英国维珍银河航天公司分别完成了亚轨道航天器首飞,拉开了亚轨道商业太空飞行的历史序幕。记者从中国航天科技集团有限公司第一研究院(以下简称“航天一院”)获悉,亚轨道航天器不仅能大幅降低单位有效载荷的运输成本,还能大幅缩短发射准备时间,后续有望实现航班化的天地往返运输。

亚轨道一般是指距地面20千米至100千米的空域,处于现有飞机的最高飞行高度和卫星的最低轨道高度之间,也被称为“空天过渡区”,大致包括大气平流层区域、大气中间层区域和部分电离层区域。“在亚轨道飞行,仍然会受到地球引力的影响,但在一定时间内(失去空气阻力时)可以体验到失重的感觉。”据航天一院专家

亚轨道飞行器是指在高度上抵达空天过渡区顶层,但速度尚不足以完成绕地球轨道运转的飞行器。它在任务完成后可返回地球,能够重复使用。按照外形,亚轨道飞行器可分为轴对称式和升力式;按照着陆方式,则可分为水平着陆和垂直着陆。其中,轴对称式外形以运载火箭外形为基础,增加返回地面使用的支腿,采用垂直着陆方式,例如新谢泊德火箭;升力式外形以带翼外形为主要特征,返回时像飞机一样在机场跑道上着陆,例如美国国防预先研究计划局(DARPA)发布的试验性太空飞机(XS-1)和维珍银河公司的太空船2号飞行器。

图1“太空船2号”飞行器

图2新谢泊德火箭及飞船

图3XS-1概念示意 航天一院供图

载荷设计的优劣将决定运载器的技术先进性和承载能力。“这里的载荷是指飞行器在任务过程中受力的情况。如果载荷设计过于保守,会导致飞行器结构过重,损失运载能力;过于冒进,则可能导致结构骨架设计薄弱,影响飞行安全。”张涛指出,为满足重复使用、高频次发射的需求,航天运载器必须吸纳航空飞行器载荷设计的技术方法。

鉴于未来“快速、可靠、廉价”的可重复使用航天运输需求,目前我国也在开展相关研究,在实现全球一小时航班化运输能力的同时,满足各类有效载荷发射需求或空间站补给,开发太空旅游飞行等民用产业。“展望未来,亚轨道可重复使用航天器必将迎来蓬勃发展。”张涛表示。(光明日报全媒体记者张蕾)

本文来源:光明日报客户端


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