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长征5号B搭载的充气式货物返回舱试验舱出现异常,会影响任务吗?

长征五号B运载火箭搭载进行首次试验验证的柔性充气式货物返回舱试验舱,在返回过程中出现异常,这对此次航天任务会有什么影响呢?

其实并没有什么影响,而且这次也仅仅只是出现了一些异常,还是成功返回的,这次试验即使出现异常对中国航天其实也有积极的作用。此次航天发射,最主要的是长征五号B运载火箭和新一代载人飞船试验船,一是B验证了火箭总体方案、各分系统方案的正确性、协调性;二是验证此次发射试验船主要是验证再入返回控制、防热以及回收等一系列技术,还将验证更加安全的“群伞+气囊”着陆方式,以及飞船可重复使用的相关技术。



柔性充气式货物返回舱试验舱是一个顺带的概念性实验,这是一个1.5米高,1米直径的东西,展开以后是一个3米直径的空气热盾,其本质就是“充气热盾”,通过充气外壳,用这个柔性材质去硬抗1800度的高温,减少太空飞船进入大气层的速度,保护飞船不受损害,进而降低成本,重复利用。



如果我们要冲出地球,必须要大于地球的逃逸速度(人造天体无动力脱离地球引力束缚所需的最小速度),这对火箭的速度提出了一定的要求,这样火箭的材料必须要能够抵御超高温度,因为地球大气层内高速运动的物体会与空气摩擦而产生高温,而高温不仅引起结构热应力,降低材料力学性能,还可能导致火箭出现熔化、升华、氧化烧蚀等破坏。

所以飞船外层要覆盖“热盾”,比如航天飞机的绝热瓦、或者玻璃纤维复合材料,它们通过蒸发吸热来降低飞船的温度,从而保护里面的人员与物资。



所以各个国家都希望基于空间充气展开、柔性防热、复合材料等技术,开发具有低成本、高承载比特征的新型空间货物运输飞行器,为空间货物下行运输,远距离物资投送、回收等任务提供支撑,充气式再入飞行器就成为了一一种非常不错的选择。



早在上世纪六十年代中期,美国麦道公司就提出充气式伞锥型(PAPACONE)轨道救生再入装置的概念,


美国曾投入了1700万美元研发,并且进行测试实验,“可充气式再入载具实验”(IRVE)经过真空包装后,安置在一个直径0.38米的“遮盖”有效载荷内,由一枚“黒雁”-9探空火箭发射升空。但是遭到了失败,NASA曾将使用充气式再入和下降技术作为载人火星任务着陆方案之一。



俄罗斯也提出了新型充气式再入飞行器(IRDT)技术,,这是一种新型轻质量的返回技术,由于俄罗斯的“火星一96” 计划在发射时失败,使得这项技术至今未能得到实 际应用的验证,欧洲也进行过相关实验,但是也都以失败告终。



这种充气外壳的难点在于,在高温下如何不破裂,从而保护飞船的安全,而这需要采用多层复合的柔性材料来解决气密 性、结构强度、气动热载荷、充气展开、工艺粘接等问题,这些技术均是制约充气式再入飞行器成功实现应用的主要关键技术。而这项技术各国都在发展,可以说属于航天发展必须点的科技树。



早在2003年的时候,我国航天领域人才就对充气式再入飞行器柔性热防护系统的发展状况进行了研究,2014年的时候,中国航天科工集团有限公司第二研究院提出采用充气展开技术研制新型空间运输飞行器,可在提高空间载荷返回过程可靠性的同时,大大降低物资返回成本。



充气式再入飞行器也可以携带太空武器对地面实施攻击,也可以作为弹道导弹再入时安装在尾部的机动减速装置,具有巨大的潜在军事应用价值。

而这次中国之所以进行柔性充气式货物返回舱试验舱实验,是因为充气式再入飞行器可以运用于空间站,可以将多个飞行器安装在空间站上,需要时分离出去,进行再 人和返回。由于充气式再人飞行器在使用前可以折叠,大大节约了空间,从而也节省了运输费用,在需要紧急救援和应急返回时可以发挥重要作用,因为在空间站进行的一些结果具有较高的时效性,需要及时地返回。



所以这东西本身就是试验性质的黑科技,也不是此次主要任务,这东西在之前就没有人成功过,中国也不指望一次就可以成功,当然成功了就是血赚,失败拿到数据一点也不亏,还可以在进行调整!

就目前来说,中国是最可能将柔性充气式货物返回舱实用化的国家。

不过这次里面还带了一点干细胞和麻类植物和益生菌,如果说返回异常之前还完成了实验,那就更是赚到了,另外这次采用的新的电池系统,电池的比能量提高了3-4倍,相同电量下电池重量减少到了1/3-1/4,也可以检验其使用效果。



其实我们现在更应该关注的是8号新一代载人飞船试验船的返回,因为新一代载人飞船要兼顾近地轨道的载人和货运任务,还可以通过更换服务舱兼顾登月等深空发射任务。对接下来中国第三阶段航天任务具有重要的影响。

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