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俄羅斯新型載人飛船新鮮出爐

（2005年03月26日 13:15:42） 來源︰《太空探索》

□作者: 盧漫天

[1]

　　自美國哥倫比亞號航天飛機失事後，俄羅斯的聯盟號飛船獨挑天地之間載人往返運輸的大梁，雖然聯盟號以其高可靠性、高穩定性著稱，但也日益顯現出不能滿足飛行需求的跡象。所以在2000年俄羅斯的科學家就開始在聯盟號飛船的基礎上，研制一種新型的可載6人航天器----"快帆"（Kliper），用來替換目前使用的聯盟號飛船。目前，快帆號計劃已經取得了一些實質性的進展。
　　
　　發射系統
　　
　　

　　按照最初的計劃，快帆號飛船將由尚未研制出來的由聯盟號運載火箭改進的Onega運載火箭發射，該運載火箭在聯盟號運載火箭的基礎上進行了較大的改進。Onega火箭不帶載荷整流罩，不過在飛船返回艙頭部裝有緊急逃逸火箭。這個緊急逃逸系統類似于聯盟號上的逃逸系統，能在航天器進入軌道之前的任何發射階段將航天員帶離火箭。
　　

　　成功地研制Onega火箭及其配套的發射設施是快帆號計劃中一個極具挑戰性並且耗資巨大的部分。此外，若采用一次性運載火箭，將會束縛可重復使用運載器的發展，也就體現不出它的經濟性。由于研制經費有限，能源火箭航天公司轉向考慮具有類似能力的Zenit 運載火箭。該火箭曾是甦聯運載系列中最先進的火箭，由于甦聯解體後其主要制造商歸屬于烏克蘭，因此基本上退出了俄羅斯的空間計劃。然而在快帆號計劃中，技術上的實用主義壓倒了政治上的干擾因素。2004年8月能源火箭航天公司確認重新修改快船號的技術參數，以適應Zenit火箭的運載能力。快帆號將原來的設計重量縮減了1.5噸，其中約有1噸是從再入艙縮減的。此外，緊急逃逸系統也從飛船的頂部移到了飛船與運載火箭的適配器上。這一修改能在飛船的最後入軌機動時利用緊急逃逸發動機，從而達到節省縮減重量的目的。
　　

　　
　　軌道操作
　　
　　快帆號能夠自主飛行，為國際空間站運輸人員和貨物。它能夠承載6名乘客（其中可以包括太空游客）。可分離式的居住艙在一定程度上借鑒了聯盟號飛船的設計，並且與聯盟號飛船一樣安裝在再入艙的後部而不是前部。居住艙中包括對接硬件設備、衛生間及其他生命保障系統。
　　圓環型的儀器艙環繞在居住艙之外，其中包括軌道機動與姿控系統、供電系統（太陽電池陣）。推進系統的燃料是不對稱二甲　與四氧化氮。當返回艙再入的時候，居住艙/服務艙聯合體將被分離拋棄。這一點與聯盟號飛船一樣。
　　

　　
　　再入系統
　　
　　能源火箭航天公司最初公布的快帆號外形設計是"升力式"，這樣的設計能在快船號再入大氣層時高效利用空氣推力。與一般的返回艙不同，快船號在返回地面時能夠進行側向機動飛行，這就使其最終的返回軌跡具有較大的可操縱空間。
　　快船號助推段的尾部上安有3個活動方向舵，2個在垂直方向上，1個在水平方向上。這種設計能使快船號進行左右滑行，最大偏移距離可達到500千米，並且最大過載不會超過2g，艙頭關鍵部分的表面溫度不會超過3000K。
　　快帆號將綜合借鑒甦聯暴風雪號航天飛機計劃與聯盟號飛船的熱防護系統。熱防護系統的某些部分將不可重復使用。
　　

　　
　　著陸系統
　　
　　快帆號飛船的著陸系統包括非可控主傘系統（3傘降落）和一些固體推進發動機，後者將在快帆號著陸前的瞬間點火，且極有可能采用水中濺落的方式來實現安全著陸。
　　"帶翼式船體"設計方案
　　2004年11月，能源火箭航天公司又公布了一個 "帶翼式船體"的設計方案。這種新的設計方案能使快帆號的側向機動能力達到500~2000千米，並且能任意選擇返回的飛行軌道以及在常規的跑道上降落。然而這種方案目前還沒有解決發射時的緊急逃逸問題，因為在機場的緊急逃逸需要控制好著陸點，而不像"升力式"方案中可以通過降落傘任意著陸。
　　

　　
　　模塊化設計
　　
　　根據能源火箭航天公司2004年11月份公布的資料很明顯就能看出，全封閉的乘員艙既能與"升力式"承載平台匹配，也能與"帶翼式"承載平台匹配。兩種承載平台都作為單獨的模塊進行設計。正是采用這樣的結構才允許快帆號能夠展開階段研制，一開始是"升力式"方案，後來才是"帶翼式"方案。
　　早在２年前，俄能源火箭公司的專家就提出在２０１４年左右向火星發射載人飛船，
　　為了實現這個目標，快帆號計劃已經包含在2005~2015年俄羅斯聯邦航天計劃中。
　　由于俄羅斯方面能夠提供用于快帆號初步研究的資金較為有限，能源火箭航天公司一直在尋求合作的伙伴。2004年他們與歐空局和美國航宇局進行了多次洽談，希望他們能夠加入該計劃，但一直沒有取得太大的進展。看來，俄羅快帆號飛船的成功與否，不在技術上而在經費上。
　　

　　圖注︰
　　1．快帆號外形設想圖
　　2．俄羅斯向媒體公布的快帆號全比例實體模型
　　3．快帆號的結構示意圖
　　4．快帆號的再入返回
　　5．返回艙的3傘降落
　　6．已研制出來的金屬外殼
　　7．快帆號和聯盟號的比較
　　8．快帆號的內部
　　

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文章作者:盧漫天
責任編輯:skylook

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