再見，大鐘！我國新一代載人飛船重磅亮相，目標直指載人登月

知識 11-10

未來，也許我們再也看不到這口「大鐘」帶著航天員返航的畫面了。因為，新一代飛船來了！

11月6日，第12屆中國國際航空航天博覽會在珠海開幕，航展的航空方面出現了大量令人耳目一新的展品和表演，航天方面也不乏亮點，我國新一代載人運載火箭和新一代載人飛船都在本屆航展重磅亮相。其中，新一代載人飛船作為現有神舟飛船的後繼型號，將讓中國人在太空走得更遠，圓中華民族千年的奔月之夢。

老飛船有不足

近十幾年來，我國921載人航天工程已經取得了輝煌的成就，神舟飛船任務實現了無人到有人、單人到多人，以及出艙和交會對接等關鍵技術的突破，使我國成為世界上第三個具備獨立載人航天能力的國家。我國還研製了天舟系列貨運飛船，它不僅試驗了自動交會對接，進行了在軌科學實驗，還突破了推進劑在軌補加技術，為我國下一步建造載人空間站奠定了堅實的基礎。

神舟和天舟飛船為我國載人航天工程的發展立下了汗馬功勞，但客觀來說，它們啟動研製時間較早，現在看來仍然有一些不足。

蘇聯聯盟號飛船採用三艙構型，其初衷是為了登月任務。為了降低研製難度，返回艙採用直徑較小的設計，但即使採用加工複雜的鐘形設計以增加內部容積，返回艙的容積仍然不大，這樣的返回艙對近地軌道任務還能勉強對付，但用於長時間的登月任務就實在不合適了。於是為了增加飛船內部加壓空間，蘇聯人靈機一動增加了一個軌道艙。雖然後來登月計劃被取消，聯盟號飛船隻用於近地軌道任務，但增加的軌道艙加大了內部加壓空間，提高了舒適程度，所以仍然被保留下來。我國神舟飛船也照搬了這樣的鐘型返回艙加軌道艙的設計。

對接在國際空間站上的聯盟號飛船，明顯可見三艙式設計

神舟載人飛船示意圖，三艙式設計

神舟十一號飛船與天宮二號空間實驗室對接示意圖，航天員從返回艙、經由軌道艙、進入天宮二號

現在早已是21世紀了，空氣動力學和計算能力的進步，讓設計大直徑返回艙得心應手，美俄都先後展開了相關的研製，返回艙直徑增加後也不在乎鐘形設計增加的那點容積了，加工難度低的倒錐形返回艙便開始大行其道。

研製中的俄羅斯聯邦號飛船，採用兩艙式設計

美國研製中的獵戶座飛船（右）、載人龍飛船（中）、CST100飛船（左），均為兩艙式設計

倒錐形大直徑返回艙加上服務艙的兩艙式載人飛船，不僅內部空間大，而且設計簡潔便於製造，成為當今載人航天的發展潮流。對比美俄新一代載人飛船，我國神舟飛船的基本設計仍然停留在三十年前，顯得有些不合時宜了、美俄新飛船還追求返回艙的重複使用，以降低飛行成本，這也是我國載人飛船需要追趕的目標。貨運飛船也是如此，現在除了上行向空間站運貨外，下行返回時的貨物運載需求也越來越大，而天舟貨運飛船並沒有下行能力。現有的神舟和天舟飛船都有所不足，研製新一代飛船成為我國載人航天發展的必然需求。

驚艷亮相

我國新一代多用途飛船是一種直徑4.5米，長度7.23米，重量14噸的大型兩艙式飛船，它的返回艙內部容積可達13立方米。新一代飛船初期將使用現役的長征七號運載火箭發射，支持我國空間站的天地往返運輸任務。新一代飛船上行運貨可達4噸，做貨運飛船使用時下行運貨可達2.5噸，雖然最大載貨量小於天舟飛船，但大運力的下行貨運能力卻填補了我國載人航天系統的空白。

新一代載人飛船縮比模型亮相珠海航展

更重要的是，新一代飛船兼顧載人和貨運任務，它同時還將發展出載人飛船型號，替代神舟飛船成為太空計程車，這和美國正在研製的龍二代飛船神似。神舟飛船一次只能運輸3人，而新一代飛船直接翻倍、一次能運輸6-7人，即使將來天宮號空間站擴容增員，新一代載人飛船運力也綽綽有餘，新載人飛船返回時還能攜帶500千克的貨物，還真是個多面手。

多用途飛船外形結構與美國的獵戶座飛船及俄羅斯的聯邦號飛船十分相似，它不僅具備多任務能力，還能滿足近地軌道空間站和深空載人任務需求。多用途飛船的壽命也大有提高，它在軌停靠空間站的時間從目前神舟飛船的半年/180天增加到2-3年，另外新飛船也使用了可重複使用技術，返回艙同樣做到了重複使用，本屆航展上展出的縮比返回艙就標出了重複使用的金屬結構，返回艙重複使用可以降低飛船使用成本和載人航天的運營成本。

研製進度快馬加鞭

中國航天緊跟國際載人航天發展潮流，新一代多用途飛船的研製早已啟動。2014年，官方媒體就提到中國航天正在研製新一代載人飛船，從對中國載人飛船系統總設計師張柏楠的採訪報道中可以推測，神舟十號任務後新一代飛船的研製就啟動了。這種名為「多用途飛船」的新一代飛船，將是兼顧載人和貨運任務的新型號，人員和貨物運輸能力更強，可以更好地支持空間站的運營。

其實，新一代飛船早已公開亮相。在2016年長征七號火箭首飛時，主載荷正是新一代多用途飛船的縮比返回艙。此後雖然消息不多，但新一代飛船的研製一直快速推進。2018年4月，媒體傳出了新一代飛船返回艙進行氣囊著陸緩衝試驗的消息，官方消息稱返回艙的重量達到7噸級，幾乎比得上一艘神舟飛船！2018年10月，國際宇航大會在德國不萊梅召開，新一代飛船的消息更加清晰——目前正在進行詳細設計，預計明年突破飛船的各項關鍵技術，2020年完成製造後，2021年就將進行首次飛行試驗！

2016年6月26日，搭乘長征七號升空的多用途飛船縮比返回艙回收現場，鍾型變倒錐形

2018年4月進行的新一代飛船氣囊緩衝試驗

從目前公布的時間表來看，我國新一代飛船的首飛時間比美國獵戶座飛船隻晚一年。也就是說，中美載人航天的差距將從遙不可及接近到觸手可及！

中國載人登月不再遙遠

新一代載人飛船不僅將成為天宮號空間站的好夥伴，還是中國航天邁向深空的千里馬。根據現有報道，新一代載人飛船將分為近地版和登月版，前者重量14噸，後者重量可達20噸，它們的區別在於：登月版將使用更大的服務艙，容納更多的推進劑，從而提供更多的速度增量，滿足載人登月任務的需求。

長征七號火箭發射14噸級近地版新一代飛船還勉強夠格，但20噸級的登月版飛船，長征七號實在無能為力。哪怕是運力更大的長征五號B型火箭，也只能將登月版飛船送入近地軌道。我國未來登月飛船將使用剛剛登場亮相的新一代載人火箭發射，它借鑒了獵鷹和獵鷹重型火箭的設計思路，5米直徑火箭助推器布置7台YF-100K液氧煤油發動機，無捆綁構型運力可達14噸以上，正好用於發射近地版新一代飛船；3個5米直徑火箭助推器並聯後，加上新研製的第二級和第三級，便可以將27.5噸的載荷送入地月轉移軌道，輕鬆發射我國20噸級的新一代登月飛船。