发射成功!神舟十二飞船对比SpaceX龙飞船2号,孰优孰劣?
6月17日9点22分,神舟十二号载人飞船发射成功,将三名宇航员送上太空。这之后,神舟十二与空间站天和核心舱对接,将宇航员送上空间站。大约3个月之后,宇航员还要乘坐返回舱回到地球。
神舟十二任务流程
现在这年头,但凡中国有什么科技方面的进步,都得和美国对标一下,看看孰优孰劣。对人类来说,有竞争是好事。美国在科技方面一骑绝尘时间太久了,也不利于它的进步。我们这一代人有幸看到中美科技争霸,实在是一件幸事。本文就比较一下,中美两国在太空飞船方面,到底谁的水平更高。
神舟十二载人飞行任务
先说一下神舟飞船的来历。神舟飞船长九米,重8吨,由推进舱、返回舱、轨道舱和附加段构成,属于第三代载人飞船。所谓第三代,指的是多人多舱段。第一代飞船是单人单舱段,比如加加林上天的飞船。第二代飞船是多人单舱段。
神舟飞船的结构
从长相上说,神舟飞船和俄罗斯的联盟号飞船很像。很难不像,因为当初921载人航天工程开始的时候,买回来俄罗斯飞船设计做的参考。不过神舟飞船比联盟号飞船要大一点。比如联盟号的返回舱,可利用空间体积只有4立方米,而神舟是6立方米。同样是搭乘3名宇航员,神舟就宽敞多了。在Space X的龙飞船2号成功之前,神舟是世界上可用空间最大的载人飞船。
天空中的联盟号飞船
现今,和俄罗斯比可不是咱们的目标了,要比就对比美国。美国最新的载人飞船是SpaceX的龙飞船2号。龙飞船2号是龙飞船1号的后继型号。龙飞船1号是纯货运飞船,能运送6吨载荷去国际空间站,但是不能运人。龙飞船1号从2010年使用到了2020年,被龙飞船2号货运版取代。
龙飞船1号是货运飞船
本来美国往近地空间运人的任务是由航天飞机来完成的,奈何航天飞机出了事故之后,NASA担心航天飞机太不安全,于2011年退役了全部航天飞机机队。一时间送人去国际空间站的工作,只能由俄罗斯的联盟号飞船承担,但是这船票价格水涨船高,随时在涨价。
俄罗斯联盟号飞船每个座位报价
其实何止涨价:因为没有自己的飞船,NASA甚至一段时间甚至成了"待宰羔羊"。航天飞机退役之前,俄罗斯只能搞一些太空旅游之类挣点外快,每张飞船票价竟然低到了2千万美元。然而一过2011年,俄罗斯飞船票价开始见风涨。在NASA没选择的这几年,票价已经一路飞涨到了超过8千万美元。
正要与国际空间站对接的龙飞船2号
龙飞船2号就是在这样的背景下诞生的:美国又走回了使用飞船运人的老路。龙飞船2号有两个版本,载人版负责运人,载货版负责运货。龙飞船2号载货版能把6吨物资送人地球低轨道,载人版能把最多七名宇航员,NASA要求最多4名宇航员,送上国际空间站。
站在龙飞船2号前的马斯克
从可用空间来说,龙飞船2号载人版有9.3立方米,超过了神舟的6m³。如果送4名宇航员的话,还是比较宽敞的。硬要塞7个人,载重没问题,空间上来说就比较拥挤了。
龙飞船2号的内部空间安排,可见4个座椅
龙飞船2号于2020年5月30日进行首次测试飞行,将两名NASA宇航员成功送入国际空间站。飞船名为奋进号,为的是纪念之前的航天飞机奋进号。2020年11月16日和2021年4月23日,坚韧号和奋进号再次分别将4名宇航员送到国际空间站。
奋进号上的宇航员进入国际空间站
对NASA来说,龙飞船2号最大的好处是省钱。2011年停飞航天飞机之后,NASA除了与俄罗斯合作,做人方面留了两手,一是让Space X搞龙2飞船,同时让波音搞星际航班(Starliner)。时至今日波音的星际航班还在开发中,估计每张船票价格高达9千万美元,这比俄罗斯飞船票价还要贵。而龙2飞船5500万美元票价,太值了!
每名宇航员成本估计
与神舟飞船相比,龙2可以说是全面超越。最关键的还不是空间大一点,载人多一点,关键在于可复用。比如奋进号已经是第二次执行任务了。Space X一直以可复用理念著称,从火箭到飞船都是如此。其实龙1飞船就已经是可复用的了。通过可复用来大幅度降低成本,是SpaceX对世界航天工业的重大贡献。
飞船发射前
话又说回来,用神舟对标龙2本身就不合适。神舟是上世纪90年代的设计。比不过今天的龙2没什么稀奇。中国真正应该对标龙2的,不是神舟,而是在去年5月5日发射的"新一代载人飞船"。说来有趣,前不久发射天和核心舱升空的长征五B运载火箭,首次试验飞行,就是把新一代载人飞船送上太空。而发射天和则是长五B的第二次飞行任务。
2020年5月5日长征五B发射新一代载人飞船任务
新一代载人飞船采用两舱结构,分成返回舱和服务舱。返回舱就是宇航员居住的地方,服务舱提供动力和能源。为什么没有轨道舱了呢?当初研发神舟飞船的时候,中国还没有空间站,需要有个轨道舱,做点实验什么的。现在空间站有了,也就不再需要轨道舱了。同时可以把返回舱做大点,从而有更多的空间装人或者货物。
新一代载人飞船示意图
实际上,中国新一代载人飞船也是可复用的。按照设计要求,应该能复用十次,从而降低使用成本。不仅如此,新一代载人飞船能搭载最多7人,但通常6人进入太空,比龙2的实际上4人要多。当然,新一代载人飞船的体积和重量也是很大的,比龙2飞船大得多。
各国飞船比较
严格来说,龙2飞船和星际航班都是近地空间使用的飞船,不能用于深空飞行。所谓的深空飞行,指的是飞船要离开地球附近,比如去月球或者火星。由于要离开地球磁场保护,需要有防宇宙射线设计,也需要考虑返回地球时更高的再入速度,因而要有更好的耐热性能。
在地球降落的新一代载人飞船
新一代载人飞船有两个版本,分别是14吨重的近地版本,和21.6吨重的深空版本。近地版本可以与龙2、星际航班对标,而深空版本对标的是美国正在开发中的猎户座飞船。猎户座飞船重25吨多点,能把2-6名宇航员送到月球轨道。如果一切顺利,美国今年将发射SLS运载火箭,做无人环月飞行。这也是美国重返月球的阿尔忒弥斯计划的首次飞行。猎户座飞船将第一次得到使用。
月球附近的猎户座飞船想象图
如同猎户座飞船一样,新一代载人飞船的深空版本将用于登月。目前中国载人登月还没有正式的时间表,估计在二十年代末或者三十年代初。
中国新一代载人飞船
现在还不知道中国新一代载人飞船何时投入使用,已知的2022年完成空间站建设的四次载人发射,用的还是神舟。但不管怎么说,中国在飞船技术方面,与美国基本上是并驾齐驱的。
#全能创作家##神舟#
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