再过几天就又是珠海航展，目前航展的各项预热活动已经逐步展开，今天爆出来的猛料就是，去年五月份完成返回实验的新一代载人飞船将直接实机上台展示。 在这个欧盟与俄罗斯逐步退出载人航天竞赛，美国官方下一代飞船＂猎户座＂号频频跳票的时代，中国新一代载人飞船诞生之初就有着一个命中注定的对手——SpaceX的龙飞船。飞船进度对比 2012年10月7日，货运型龙飞船成功向国际空间站投送455公斤补给。 2020年5月30日下午，龙飞船首次载人航天发射取得成功，两位航天员成功搭乘第二代龙飞船抵达国际空间站。 虽然第二代龙飞船取消了马斯克心心念念的火箭悬停系统，依旧改回了降落伞海面溅落的模式，但是这丝毫不影响第二代龙飞船成为目前世界上最先进的载人飞船。 而回过头来看中国的新一代载人飞船，在2020年5月才完成第一次返回实验任务，从进度上来说，国产新飞船距离龙飞船有着5年左右的差距。 实际上，这种简单粗暴的时间表对比也有着不少问题。 对于中国来说，神舟系列飞船与长征-2F火箭目前发射成功率是百分之百，而且完全可以满足我们目前的空间站建设需求。 仅仅发展一款仅可用于近地探索的新一代飞船实际上是非常得不偿失的。 国产新飞船的主要目标还是为未来的登月，乃至更为遥远的火星登陆任务做准备的。 这两项任务远远难于龙飞船所需要承担的国际空间站运货以及低轨道商业航天任务。 所以说，进度上的落后并不能简单地说中国航天技术逊于SpaceX。降落性能对比 在轨性能实际上没有什么好说的，毕竟目前国产新飞船还没有实际带人上过天。 但是，基于上一次的返回实验，咱们还是可以从降落性能与内在技术方面做一些对比的。 相对于应用于近地轨道的龙飞船，国产新飞船返回时面临的热环境是更加严酷的。 新飞船在用于载人登月任务时，再入大气层速度高达11公里秒，与大气层摩擦外部温度有3000多度，热流峰值可以达到近地轨道再入大气时的两倍多。 阿波罗返回舱 而去年5月份的实验为了模拟这一过程，当时长征五号火箭连续进行了7次变轨，达到距离地球8000公里的高轨轨道，再释放飞船向地面猛冲。 此时，飞船再入速度超过9公里秒，并且由于选择了较大的再入角度，飞船外部热环境与月球返回情况基本相当。 就是在这样的条件之下，新飞船虽然被烧得黑乎乎的，但是依旧经受住了考验，成功完成各项科研任务。 这次把新飞船放在展台上实际上就是为了给各大航天强国提个醒：懂行的诸位都来看看咱家飞船上的烧蚀痕迹，评一评我中国航天的技术水平能不能上个第一梯队！降落质量对比 载人龙飞船一开始老马是想整一个和回收火箭一样的悬停装置的：在距离地面几公里的地方火箭发动机点火，落地精度及其之高，基本能达到指哪打哪的地步。 但是NASA可没有这种炫技一般的想法，他们关注的只是飞船价格贵不贵，航天员能不能完完整整地降落下来。 所以最终老马还是选择了传统的降落伞+海面溅落的方案。 这也是为何美国一直对载人飞船降落精度不是太上心的原因了。 反正都是一片大海，降在哪里不是降落。 龙飞船 海上回收 但是，中国一直以来都是遵循着陆地降落的习惯，毕竟每次飞行器降落都可以视作一次再入试验，抠门扣到骨子里的航天口怎么能放过这次机会。 去年五月份的新飞船再入试验的具体偏差数据我们不得而知。 不过，中国载人航天工程飞船系统总设计师张柏楠在接受采访时证实，落点精度＂超出了我们的预期，10.8环＂。 而国内一般讲的预期大概是多少呢？ 2014年11月1日中国嫦娥五号飞行试验器月地返回轨道跳跃式再入中，利用双环制导方法，实现最终总的落点误差为509 m，开伞点精度是当前国际上航天器月地返回的最高精度。 目前已知的是嫦娥五号飞行试验器和新飞船都是采用了航天科技胡军团队开发的自适应双环制导方案，月球探测器落点误差都能缩减到500多米，新飞船结果要＂出人意料＂那必须是只低不高了。 既然说到这里了，就顺便展开讲讲胡军团队的这个制导方案到底有多强大，能让中国飞行器返回技术稳坐世界头把交椅。 为了提高航天器跟踪标称轨迹制导方法的自适应性和稳定性，国内外学者基本沿着两条途径对其进行改进: 一是研究自适应能力强的跟踪标称轨迹方法，也就是地面控制方法； 二是研究在线快速规划轨迹算法，利用机载计算机和导航系统的实际飞行数据，在线实时规划出满足终端落点精度以及过程约束的制导指令。 美国的阿波罗飞船就是采用的第一种方法。 而正是是由于阿波罗飞船制导方法设计中大量的近似拟合以及跟踪标称轨迹制导方法本身的适应性问题，使得所设计的制导方法对长航程的适应能力较弱。 使得美国阿波罗飞船的探月返回过程中，没有实现真正地跳出大气层，只是大气层内的跃升， 为半弹道跃升式再入。 最左侧的黑实线就是阿波罗的再入轨迹 而胡军团队结合两种方法的优点，提出的双环制导方法在制导整个过程中同时利用预测制导方法和标准制导方法。 既利用了外环的预测校正制导方法对初始状态误差和参数不确定性不敏感的优势，同时利用了内环跟踪标称轨迹制导方法算法简单的优势，使双环制导方法的制导精度更高。 在这项技术的支持下2014年嫦娥五号飞行试验器和2020年嫦娥五号探测器首次在国际上实现了真正意义上的高精度的跳跃式再入（特指一次再入后再次跳出大气层外）。 也就是我们熟知的＂打 水 漂＂。总结 简单地一句话归纳国产新飞船与SpaceX之间的关系：龙飞船起步早，国产新飞船定位高。 而美国的另一款可以和咱们的新飞船对标的＂猎户座＂飞船则是长期跳票，五年前进行过一次返回实验之后就再也没了消息。 所以讲，现在中美在载人航天这一块已经站在同一条线上。 左中国产新飞船，右SpaceX龙飞船 国内目前在飞船方面落后并不多，在大推力火箭方面再加加油，和美国竞争一下30年前载人登月还是很有希望的。 毕竟美国的SLS也是进入了难产阶段，长征9号重型火箭也不是一点机会都没有。 还有一点就是，这次珠海航展直接展出实验原型机透露出了两个信息： 1.去年的试射试验需要的数据已经消化的差不多了，原型机拿出来展出也没啥问题； 2.中国航天正在积极转变自己的宣传策略，总不是像以前一样老是拿几个模型充一下展台草草了事。 珠海航展还有几天，就已爆出来新飞船原型机的消息。 指不定还有什么类似长征9号总体设计方案啦、新一代500吨级火箭发动机的猛料在等着呢。 让咱们一起期待一下。 #科普有料#