摒弃航天飞机设计理念的美国新一代运载工具

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摘要：样子像火箭，可把人员和货物送入轨道，甚至载人登月球这是美国宇航局目前正在试验的新一代航天运载工具乘员运载火箭系统。美宇航局长格里芬日前透露了乘员探索飞行器的部分细节。 作为未来的运载火箭系统，乘员运载火箭系统(CLV)是美国2006年1月20日推出的新

　　样子像火箭，可把人员和货物送入轨道，甚至载人登月球……这是美国宇航局目前正在试验的新一代航天运载工具———乘员运载火箭系统。美宇航局长格里芬日前透露了“乘员探索飞行器”的部分细节。

　　作为未来的运载火箭系统，乘员运载火箭系统(CLV)是美国2006年1月20日推出的新一代航天运载工具。它的设计完全摒弃了航天飞机的设计理念，外观将不再像航天飞机那样拥有机翼，而重新采用传统的运载火箭结构，看起来更像火箭，需要借助降落伞才能够着陆。

　　分体组合重在各司其责

　　据宇航局介绍，CLV并不是一个航天器，而是一组航天器，其基本功能是将宇航员送上地球轨道，在不同环境下完成不同的任务，包括向月球部署登月器等。

　　乘员运载火箭系统遵循人货分离的原则，将分别把人员和货物送入轨道，而不是像现在的航天飞机一样，人与货物一起进入太空。据介绍，乘员运载火箭系统的第一级为目前航天飞机所用的固体燃料助推火箭，利用降落伞进行回收，可重复使用。它长约40米，燃烧时间为128秒；第二级为与“阿波罗”号类似的液体燃料发动机(J-2S)，长约31米，直径为5米，燃烧时间为332秒。运送人员时，乘员舱、服务舱和逃逸舱是乘员运载火箭系统的主要负载。

　　乘员舱与“阿波罗”的5大区别

　　乘员运载火箭系统的乘员舱又名“乘员探索飞行器”(CEV)，也是人们最关注的新“家伙”。宇航局长格里芬表示：它与“阿波罗”飞行器很相似，但也存在5大方面的区别。这些区别在于：(一)乘员探索飞行器更大。乘员探索飞行器可容纳4人，直径为5.4米。而“阿波罗”飞行器可容纳3人，直径为3.84米。由于采用诸如碳复合材料和铝合金等新材料制造，“乘员探索飞行器”的重量仅比“阿波罗”飞行器增加了10%到15%。(二)发射工具不同。“阿波罗”飞行器由迄今最大的“土星”－5火箭发射；而“乘员探索飞行器”则使用较小的火箭发射。那是因为“乘员探索飞行器”不直接飞到月球，它将使用月球登陆车降落月球表面。(三)燃料更充足。“乘员探索飞行器”携带的燃料比“阿波罗”多，这样宇航员可以到月球表面的任何地方。而“阿波罗”仅携带可在月球赤道着陆的燃料。(四)控制能力更强。“乘员探索飞行器”上的计算机功能强劲，其内装的自动驾驶仪可保障飞行器自动绕月运行，所有4名宇航员均能降落到月球表面。(五)回收成本更低。“乘员探索飞行器”返回地球时，它将很可能落到干燥的陆地上。而“阿波罗”飞行器则落到海面上，这涉及到使用舰船和飞机等回收，费用较高。

　　替代航天飞机准备重返月球

　　美国宇航局从2005年12月开始在马歇尔宇航中心空气动力学研究实验室测试乘员运载火箭系统。据介绍，一个约0.42米的比例模型目前已经进行了66次风洞试验。风洞长约1.22米，截面尺寸为约0.36米×0.36米。管状风洞中，巨大的风扇高压空气产生的风吹过载具、发动机、火箭或比例模型硬件，帮助科学家确定新概念的飞行性能特性。试验飞行速度在4.96—5马赫之间。

　　据悉，在马歇尔中心进行试验的比例模型包括乘员舱、服务舱和逃逸塔。工程师们还进行了流体可视化试验，图像用于识别类似于超音速飞行中出现的冲击波和组件膨胀，这些试验计划为制导、导航和控制系统分析，提供首批真实乘员运载火箭构型数据，初始试验数据将成为进一步试验的基础数据。

　　此间消息说，美国宇航局准备利用乘员运载火箭系统，替代退役的航天飞机，确保新一轮登月计划的实现，在2018年重登月球。如果一切顺利的话，乘员运载火箭系统无疑将开启人类探索太空的新时代。

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