專家詳解新飛船，你想知道的都在這裏！_風聞

來源：中國空間技術研究院

聽他們盤點新飛船試驗船

我國新一代載人飛船試驗船飛行試驗任務圓滿成功之際，央視《焦點訪談》欄目深入採訪航天科技集團五院的多名專家，詳細解讀新飛船試驗船的關鍵技術和重大意義；央視《面對面》欄目專訪了新一代載人飛船試驗船項目負責人張柏楠。通過人物訪談，全方位展示了航天人堅持自主創新、追求卓越的良好風貌。

兩艙設計

2020年5月8日，新一代載人飛船試驗船返回艙降落在東風回收着陸場預定區域。

航天科技集團五院新一代載人飛船試驗船技術負責人楊雷表示，它為未來新飛船打下了一個堅實、良好的基礎。因為這次飛船試驗飛行安裝了大量的傳感器，拿到這個數據之後，要測試、分析數據，再總結這些技術的優點和缺點，通過進一步改進後，確定新飛船最終狀態。

新一代載人飛船的目標是成為同時滿足我國近地空間站運營、載人月球探測等任務的新一代天地往返運輸飛行器。在三天的飛行試驗中，新一代載人飛船試驗船的主要任務就是驗證方案的正確性，驗證關鍵技術。新一代載人飛船試驗船的艙段組成方案根據任務需要進行了調整。以前神舟飛船是三艙方案，由提供動力的推進艙、航天員往返太空時乘坐的返回艙和飛船進入軌道後航天員工作、生活的軌道艙組成。而新一代載人飛船試驗船是兩艙方案，由返回艙和服務艙兩部分組成，為什麼會有這樣的改變呢？

中國載人航天工程副總設計師、航天科技集團五院新一代載人飛船試驗船項目負責人張柏楠表示，以前貨運飛船叫單程的貨車，只能往上送（貨）像以前（神舟飛船）三艙構型，只有返回艙能回來，軌道艙回不來，推進艙回不來，白白損失了兩個艙。而且返回艙小，好多儀器設備無法裝進去。而這次（新飛船試驗船上）系統（設備）很多都是裝在返回艙裏，跟以前不太一樣的是以前是分散的，軌道艙有，推進艙也有。

兩艙的設計讓返回艙、密封艙空間比神舟飛船大了1倍，返回艙大了，意味着飛船可以有更多功能上的可能性，可以搭載更多的航天員、也能運輸更多的貨物，新一代載人飛船在執行近地軌道任務時可以一次運送6到7名航天員，超過神舟飛船承載能力的一倍。還可以根據任務需求，從“太空巴士”變為“太空貨車”，給空間站運送大量的補給物資，並把寶貴的試驗樣品帶回地面進一步研究。

“打個比方，就像汽車，比如原先的神舟飛船，它的返回艙相當於我們的A級車，尺寸比較小，座位一旦確定了以後，它改變的餘地就比較小了。但是我們現在尺寸變大了以後，可能相當於一個C級車了，我可以做成五座，也可以做成七座。五座的時候就可以裝的東西多，七座的時候就可以載人多。”楊雷這樣介紹道。

重複使用

讓返回艙實現載人、運貨等多種功能，目的就是在提高可靠性的前提下，節約成本，關鍵是飛船返回艙的可重複使用。

航天科技集團五院新一代載人飛船試驗船結構設計師黃文宣表示，以往成功飛行的神舟系列飛船，它都是隻能使用一次的，當飛船返回以後，我們僅能用它來進行展覽和相關的科學技術研究，它極大限制了我們國家大規模開發探索太空的效益。

為了兼顧返回艙可重複使用及新飛船未來載人登月的需要，防熱結構在具備可拆卸功能的同時，更需要提升其防熱能力。飛船在返回時，會與大氣層劇烈摩擦，產生超高的熱量，速度越快，產生的熱量越大。

神舟飛船從近地軌道返回時以第一宇宙速度（即每秒7.9 公里）再入，而新一代載人飛船如果從月球或更遠的深空返回時，再入速度將達到第二宇宙速度（即每秒11-12公里），將面臨比神舟飛船更高的熱流，返回艙表面温度將接近3000攝氏度，其承受高温的時間也更長。在如此高的温度下普通的材料是無法承受的，比如説鐵（合金）在1300多攝氏度的情況下，就會被熔化。

要抵擋住這樣的高温，讓返回艙安然無恙回來，還能再次使用，這就需要性能超強的防熱材料。按照設計，防熱結構就相當於是返回艙的“外衣”，它們在高温下分解、熔化、昇華帶走大量熱量，阻止熱量傳遞到飛船內部。如此高的温度下，選取合適的防熱材料,保護儀器設備正常工作以及航天員的安全就顯得十分重要。

航天科技集團五院新一代載人飛船試驗船防熱結構主管工藝師張鵬飛表示，我們前期做了很多材料體系，密度很輕的，例如只有水的密度三十分之一的材料，它的性能非常好，但是它的強度太弱了，不能抵禦（壓力），風一吹就跑了。我們也做過強度很高的，密度也很高的，但是它的隔熱性能不行。要解決這個（耐高温、強度高、密度低）矛盾的過程是比較痛苦的。

經過艱難的攻關，科研團隊終於找到了合適的材料。張鵬飛表示這是艙上的一塊（備份件），它承受的温度比較高，所以它比較厚,有的（位置）承受温度比較低，可以做得比較薄，我們在這個過程做了很多試驗，保證它不會被破壞。

5月8日，返回艙抵達時，科研人員經過測算，新型防熱材料的防熱水平達到設計要求，防熱效率比神舟飛船更高。而在這個返回艙執行完任務後只需更換輕質防熱結構，經過規範嚴格的檢測，就可以再次執行載人航天飛行任務了。這標誌着我國也掌握了相應的可重複使用技術，讓未來天地往返運輸的成本降低。

黃文宣表示，其實這個防熱結構就可以形象比喻為一個外套，我們下一次再出門的時候，我們“裏衣”是可以不用更換的，我們只需要換一件“外套”，就可以出門了，它也是一個嶄新的飛船。

安全着陸

據瞭解，這一次試驗船的返回艙比神舟飛船返回艙重一倍以上，這就需要降落傘有更大的減速面積，確保它能夠安全着陸。這也是飛船回收着陸系統的主要任務。

航天科技集團五院508所回收着陸技術專家賈賀表示，神舟飛船的降落傘目前單傘是世界上最大的，能達到1200平米的傘，如果我們在這個基礎上再增加的話首先製造的場地和設備週期包括驗證技術的難度都非常大，並且它的可靠性也會降低。

經過評估，科研人員選擇用三個降落傘組成的羣傘來解決這個難題。然而，羣傘的難度也更大了。

航天科技集團五院508所回收着陸領域總工程師黃偉表示，最主要技術難點就是它互相干擾的問題，尤其對飛船返回艙，因為它是屬於高速開傘，安裝的體積很侷限。

單傘無法做得更大，羣傘如何避免干擾，這是一個巨大的難題。為了達到最優效果，科研人員做了大量試驗和仿真工作。在這次，返回艙進入大氣層，到達指定高度後，2具減速傘和3 具主傘依次打開，成功將返回艙的速度從“飛機飛行速度”降為“汽車市區行駛速度”。為了實現重複使用，着陸方式也有新的突破，採用無損着陸，將以往使用的緩衝發動機換成了着陸氣囊。

黃偉表示，新一代飛船，以後有可能作為陸上着陸，也有可能海上着陸，不同的地形用緩衝氣囊的話，適應能力更強一些，比如落水的話，緩衝氣囊本身還起到漂浮的作用。

大型羣傘技術和大載重氣囊緩衝系統填補了國內這一領域的空白。

自主變軌

在本次試驗中，試驗船還進行了7次變軌，從距離地面幾百公里的小橢圓軌道，一路提升到距離地面幾千公里的大橢圓軌道。值得一提的是，此次試驗船飛行中的所有變軌，都是由飛船自主完成的。所以這次它更聰明瞭，就是我去哪，我在哪，這些它都知道。

航天科技集團五院502所科技委主任解永春表示，它完全自己都是知道的，而且還知道現在是什麼樣的一個姿態，朝向是什麼樣的。

本次新飛船的試驗船較之神舟系列飛船，技術水平和運輸能力有了很大提升，但所用時間其實並不長，從2017年到2019年，在短短3年時間就完成了新飛船試驗船的研製工作。

張柏楠表示，研製神舟飛船的時候，國家的技術基礎相對比較薄弱，那時候總共十多項技術攻關，基本上得從零開始，什麼事都得自己（從頭）弄。現在是全自主，而且材料性能比以前好得多，基本上想要什麼樣的材料很快就能提供，攻關似乎不像上次那麼難，整體水平提高了，這主要得益於這麼多年咱們國家創新的成果和強大的工業基礎，使我們實現了這個目標。

試驗船的任務是對未來我國新一代載人飛船的多項關鍵技術進行驗證，後續科研人員將對數據結果進行整理、分析。此次任務按照規劃測試了部分系統、部分項目，而在未來還將對其它系統和項目繼續進行測試、驗證，在此基礎上不斷進行優化、完善，直到新一代載人飛船正式生產。