飛船 天舟二號成功升空，國際空間站貨運飛船誰才是執(zhí)牛耳者？( 四 )
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飛行中的“貨運龍”飛船
美國SpaceX“貨運龍”飛船是所有貨運飛船中唯一可以運回物品的，這是因為該飛船帶有熱防護罩，可在返回時耐受極高溫安全降落，而其他飛船不具有熱防護罩，只能在再入大氣時燒毀。
第一代“貨運龍”飛船長5.9米，最大直徑3.6米，自重只有4.2噸，主要由前錐體、鈍角圓錐體彈道艙和非加壓段三部分組成，其中前錐體內(nèi)裝對接機構，在上升階段起保護作用；鈍角圓錐體彈道艙一部分用于搭載加壓貨物，另一部分是服務段，裝有電子設備、反作用控制系統(tǒng)、降落傘和其他支持設備；非加壓段用于存儲非加壓貨物，如軌道更換裝置，并保障太陽電池翼和散熱器的正常工作。其運送載荷最大質(zhì)量3噸多，返回載荷最大質(zhì)量2噸。
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“國際空間站”上的加拿大機械臂-2捕獲第一代“貨運龍”飛船
該貨運飛船采用具有廣泛繼承性的電子系統(tǒng)和由18臺推力器組成的反作用控制系統(tǒng)；采用降落傘水上濺落的回收方式；使用高性能熱防護罩和側壁熱防護系統(tǒng)。其對接機構為“國際空間站”通用停靠機構，用空間站機械臂捕獲方式對接，這種對接方式可減少飛船上對接系統(tǒng)的質(zhì)量、成本和復雜性，提高對接的安全性。
SpaceX現(xiàn)在已開始使用在“載人龍”基礎上研制的第二代“貨運龍”。它在氣動外形有變化，載重能力提高約20%，可以容納8個動力儲柜，在返回地球時可以容納12個動力儲柜，而第一代僅可以容納6個儲柜。其在站上停留時間可長達75天，是第一代的兩倍還多，而且能同空間站自動對接，無需依靠空間站機械臂協(xié)助停泊。
它能至少重復使用5次，第一代最多能用3次，而“貨運龍”按設計可至少使用5次。第二代“貨運龍”將改在大西洋上濺落，而不是太平洋，以縮短飛船再飛準備時間以及運回貨物和科學樣品被送回肯尼迪航天中心的時間，這將使一些需要回收的有效載荷在降落后4小時內(nèi)被移交給科學家。與“載人龍”不同，“貨運龍”不設逃逸用的“超級天龍座”推力器，而這意味著它將不會用來執(zhí)行載人任務，反之亦然。
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第二代“貨運龍”
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在海上回收“貨運龍”飛船
06
成熟技術降成本
美國軌道科學公司研制的“天鵝座”飛船于2013年9月18日進行了首次驗證飛行。此后，“天鵝座”飛船正式完成了幾次“國際空間站”商業(yè)補給服務任務，但在執(zhí)行第3次商業(yè)補給服務任務時失敗。
“天鵝座”飛船的設計，繼承了軌道科學公司及其合作者經(jīng)飛行驗證的航天器技術，由為加壓貨物艙與通用服務艙組成。采用成熟技術的目的是降低成本、風險，減少研制周期。
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“天鵝座”飛船飛往空間站示意圖
其加壓貨物艙由泰雷茲-阿萊尼亞航天公司制造，它是基于意大利“多用途增壓后勤艙”研制的，長3.66（標準構型）～4.86米（改進構型），直徑3.07米，自重1.5～1.8噸（改進構型），功率850千瓦，加壓容積18.9～27米3（改進構型），載貨質(zhì)量2～2.5噸（改進構型），返回時可裝載1.2噸垃圾。它用于日常物資、備用部件、實驗設備等。泰雷茲·阿萊尼亞航天公司將為軌道科學公司提供8個加壓貨艙，其中3個為標準構型，5個為改進構型。
其服務艙由軌道科學公司制造，它繼承了該公司的低軌衛(wèi)星和地球靜止軌道衛(wèi)星平臺的電子、推進和電源等技術，重量1.8噸，裝有電子、推進和電源系統(tǒng)，其中電源系統(tǒng)包括2副砷化鎵太陽電池翼，可提供4千瓦的電力。
與日本的H-2轉(zhuǎn)移飛行器和美國“龍”飛船對接方式類似，“天鵝座”飛船對接機構也采用通用停靠機構，它通過加拿大機械臂-2捕獲的方式，將飛船停靠在“國際空間站”上。
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改進構型的“天鵝座”飛船
由上述可見，國外貨運飛船目前種類較多，各有所長，在“國際空間站”的運貨中發(fā)揮著重要作用。
制版編輯 | Morgan
賽先生
啟蒙·探索·創(chuàng)造
來源: 賽先生
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