天问一号成功进入环火星轨道,完成了我国火星探测的第一步!这一突破对我们航天技术水平是个跨越式的提高。但是不得不承认,中国的航天技术和全世界顶级的国家还是有一些差距的。我国在哪些方面目前还有些落后呢?下面来盘点一下。没别的意思,鞭策自己负重前行! 超大运载能力还需不断提升 首先我们要说的就是运载能力 了,想要深入探索宇宙,首先得有能力把卫星、探测器运送到固定轨道,接下来才能进行下一步研究。就我们所知的长征五号系列火箭(胖五)已经很努力了,在最近几次任务中有出色的表现。比如说在嫦娥五号、天问一号的运送任务中都很出色。长征五号很厉害了,它在近地轨道运载能力25吨级,地球同步转移轨道14吨级,地月转移轨道运载能力8吨级,整体性能和总体技术已达到国际先进水平。 可见大运载能力有多香!不过大推力火箭技术还有一定差距。 世界领先的大推力火箭运载能力如何呢? 目前为止,世界上只有美国和前苏联研制和发射过重型火箭,分别是土星5号运载火箭 和能源号运载火箭 。 土星5号 其中,土星5号的起飞重量为3038.5吨,总推力达3408吨 ,无疑,这个大家伙是世界上自重最大的火箭 。 当然,推力也很大。它可满足近地轨道运载能力118吨、月球轨道运载能力45吨。这么大的推力完成了好多了不起的任务。土星5号的主要载荷是载着宇航员成功登月的阿波罗航天器。其中包括我们熟知的阿姆斯特朗在1969年实现了人类首次登月,踏上月球的土地就是土星五号的功劳。 最后一次土星5号的发射是将天空实验室的空间站送入太空。 没这么大的推力这些任务肯定是不能胜任的。 能源号运载火箭 而前苏联发射的能源号运载火箭则属于超重型运载火箭 ! 它能将270吨的载荷送入约180千米的近地轨道,是世界上起飞推力最强的火箭。不过它只是昙花一现。只执行了两次任务。 与美俄相比,我们还是有一定差距的。但差距已经不大了,美国猎鹰重型火箭系列在近地轨道的最大载荷量有63吨左右,而中国最强大的长征5号有20吨左右,未来一定可以追赶到。 运载能力的差距,主要是火箭发动机技术的限制。现阶段主流的氢氧大推力发动机技术我们我们在胖五上就有所表现,但是推力和比冲还是有所差距。希望我们能够厚积薄发,在未来的深空探测、载人登月和登火、空间基础设施建设的探索要求下我们的长征九号能够大放异彩!深空探测能力 由于运载能力有限,就很难挣脱地球引力走的更远。深空探测就更没有多少机会了。好在现在我们胖五的出现,让我们迈出了深空探测的一大步:天问一号顺利抵达火星绕行轨道。不过前路漫漫,还有好多挑战。 除了运载能力,还有哪些方面需要我们努力? 就拿天问一号来说吧,并不是发射上去就行了。还必须能够接收到四亿多公里外传回来的信号。所以作为支持深空探测任务实施的核心系统,深空测控网 在其中具有不可替代的重要地位和作用。 和一般航天测控任务相比,深空测控任务所跟踪测量的距离远、信号传输时延高、导航测量难度大、任务持续周期长, 所以难度是非常大的! 那各国的深空测控能力如何呢? NASA的深空测控网络探测到了太阳系之外 首先要提的肯定是美国啦!NASA很早就已经建立了全球深空网。据NASA官网的介绍,早在1963年就正式建成。其中,三个主力站点分别位于美国本土加州 ,澳大利亚,和西班牙的马德里附近。其他大大小小的基站就更多了。说的夸张点,有点像我们的通讯信号塔一样普通。NASA深空网是目前世界上能力最强、规模最大的深空测控通信系统。这个能力水平,从对太阳系外几百亿公里处的旅行者号航天器信号接受就显露无疑。 屡战屡败的前苏联开创了人类深空探测的先河 众所周知,前苏联为了和美国太空竞速,好多次发射都很仓促。多次火星探索,月球探索都失败了。就连人类第一次抵达月球都是"月球"2号撞上月球的。紧接着"月球"3号成功环绕月球,并拍了人类第一张月背照片。后来,"月球9号成功月球软着陆",这也是人类的第一次。暂且不说深空网络水平如何,老大哥的突破给人类的太空探索莫大的勇气和宝贵的经验。 NASA的数据深空网庇护下成长的国家 深空网络的建立是需要一定硬实力的。不过借助美国国家航天局的数据供应日本、印度,包括刚刚抵达火星的阿联酋的"希望号"火星探测器也有一定的探索活动。甚至像日本还做做出了自己的成绩。 我国的深空测控网络发展 我国的深空测控网络目前已经投入使用的国内有两处 ,位于是我国东西两个边陲 ,分别是新疆喀什测控站和黑龙江佳木斯测控站。国外还有一处,是2016年在阿根廷南部省份内乌肯建设并投入使用的。 目前,我国深空测控网的设计性能指标上限是4亿公里。所以火星探测是有一定把握的。这次天问一号的成功发射离不开这几个"千里眼"。而且为了进一步获取信息,我国还专门研制了70米口径单体超级天线,即将投入使用。这个天线是亚洲最大的单口径天线。我国的深空探测起步要比欧美晚四五十年,比别人差,在情理之中。 核动力是我国太空探索的垫脚石 随着深空探索的不断发展,对于动力和续航的要求逐渐提升。大家都把目光投向了核动力。 目前,在航天技术中核动力的主要应用是给在轨道或者在飞行航天器供电。因为在远离太阳后太阳能电池板就力不从心了。而且核动力电池续航能力强。 比如美国的旅行者1、2号飞行几十年仍旧年能够运行。包括世界上最快的人造飞行器是大名鼎鼎的"新地平线号"探测器新视野号以及火星上运行的好奇号核动力火星车都是利用核能供电。而这些全是美国NASA的杰作。 美国早在1965年就将空间核反应堆装置应用在宇宙飞船上进行了测试,目前已经比较成熟。在2004年登陆火星的美国"好奇号"探测车就是完美的展现。 中国目前还没有造出核动力车,毕竟核反应的把握还是很有难度的。小行星探测 小行星的体积非常的小,质量也相对月球和火星来说也是非常的小。根据万有引力定律,小行星的引力就很小。探测器在绕行小行星时,可能因为一个轻微的颠簸又跑到了小行星外面,漂流到了外太空里。这也使得在小行星进行探测难度非常的高,需要非常细微的操作。这个时候靠蛮力是不行的,必须得有精巧灵活的操作。而就目前而言,仅仅只有日本从小行星上成功开采样本返回了地球,美国俄罗斯中国都没有能够做到。 日本于2003年发射了"隼鸟"小行星探测器,最终,隼鸟1号小行星探测器携带小行星样品于2010年返回地球,使日本成为世界上首个在月球之外的原始小天体上着陆、取样并携带其样品返回地面的国家,现在搞得也是风生水起。我国的小行星探测计划还要在火星探测彻底成功之后进行了。路要一步一个脚印走,欲速则不达。 总结:我国的航空发展晚于西方好几十年,一些技术难度都是需要一步步攻克,别忘了,别人起步时也费尽了周折。而且我们有了前人的经验,不必走那么多弯路,但是关键技术的突破还是需要我们自己努力的。别人也是矜矜业业研究探索,不可能分享给我们。