俄罗斯的航天科技

俄罗斯的航天科技
俄罗斯的航天科技

俄罗斯的航天科技
俄罗斯的载人航天发展目标和计划
　　http://tech.qq.com/a/20050926/000098.htm
　　俄罗斯将重新启用“暴风雪”号航天飞机(附图
　　http://jczs.sina.com.cn/2001-06-30/25502.html
　　前苏联一直把载人航天计划作为整个航天计划的重要组成部分.按照循序渐进,逐步提高的原则,逐渐形成了较为完善的载人航天体系,在长时间载人航天方面取得世界领先地位.
　　前苏联在通过卫星式飞船试验掌握了生命保障和返回技术之后,于1961年4月12日成功地发射了世界上第一艘载人飞船,开创了载人航天时代.到1970年止,苏联共发射“东方”号,“上升”号和“联盟”号飞船16艘,借以掌握了载人飞船的设计、发射和轨道机动、交会、对接与舱外活动等基本技术,研究与试验了航天失重环境对人体的影响以及人在天上生活与工作的能力,这为后来的长时间和大规模载人航天活动奠定了基础.
　　从70年代起,前苏联的载人航天进入以载人航天为主体的研究、试验新阶段.其特点是,充分利用六十年代载人航天的已有成果,借助于以航天站为主体、以载人飞船和无人货船为运输手段的载人航天体系,在近地轨道上开展了频繁的载人航天活动,研究人在空间环境中长期生活与工件的能力,进行与军事、科研和国民经济有关的试验.
　　迄今前苏联已经发射了三代共8艘航天站,重量均为20吨左右,即第一代的“礼炮”-1到“礼炮”-5号,一次只能对接一艘飞船,第二代的“礼炮”-6至“礼炮”-7号,每次可同时与两艘飞船对接；“和平”号为第三代,可同时与6艘飞船对接,目前已形成了由“和平”号为核心舱、“量子”号天文物理舱、“联盟”-TM飞船、“进步号”货船四部分组成的轨道复合体,总重达60多吨.
　　为了支援“礼炮”号与“和平”号空间站,前苏联研制使用了这样几种运输系统：①载人飞船,包括60年代研制的“联盟”号和后来以它为基础改进的“联盟T”、“联盟TM”飞船,可载3名航天员及少量货物,主要用作为空间站运输往返人员,1971年4月至1987年底共发射50艘,②“进步”号小型无人货船,主要用于为航天站运输燃料、仪器设备、消耗品等,本身不返回地面,1978年1月投入使用.飞行实践证明,采用人货分运的方式更有利于人的安全和载货量.截止1987年底,共计发射33艘“进步”号货船；③重型货船,主要用于运输较重的大型货物,重约20吨,长13米,直径4米,容积50立方米,可向上运输5吨载荷,其返回可实现软着陆,把500公斤货物带回地面.1977年到1987年底共发射4艘,即“宇宙”-929、-1267、-1443、-1686号,估计这种货船尚处在研制试验阶段.
　　另外,前苏联也在研制发展作为航天运输系统主要组成部分的航天飞机.1988年11月,已完成首次无人驾驶的大型航天飞机的飞行试验,90年代可望投入使用.据美国国防部分析,苏联还在研制一种小型航天飞机,它将作为一种机动灵活、重复使用的航天运输系统取代目前使用的载人飞船,支援空间站计划,从事轨道服务和军事活动.今后10年,独立后的俄罗斯试图继续在载人航天领域内发挥优势和起主导作用.
　　首先,俄罗斯计划继续研制“和平-2号”号轨道站.未来的轨道站的运营方案有两个,一是“和平一2”号轨道站在轨道上单独飞行；二是与美国未来的“自由”号航天站在轨道上对接联合飞行.“和平-2”号轨道站采用主桁架结构.各舱段集中在中部.太阳电池阵和太阳能收集器分别分布在两端.目前,“和平一2”号轨道站的核心舱已经研制出来.其重量为20t.其余各舱段也采用结构简单、造价低廉的标准组件.
　　如果采用此方案,那么美国航天局将全权负责航天站的计划协调、系统工程组合与安全,俄罗斯将负责设计、研制和支持该计划所需要的火箭和发射工具.为此,美国航天局将在莫斯科设立常驻联络处.
　　即使组合航天站发展计划不能实现,俄罗斯也将为“自由”号航天站的建立提供大量的技术,其中包括提供“联盟TM号飞船作为航天站可靠的乘员飞行器和应急救生运载飞船、新的对接系统、环境控制和生命系统、空间拖船等.关于空间拖船的详细资料,俄罗斯已向美公开,对于美国这是前所未闻.它有可能代替准备用于“自由”号站的“航天公共汽车”飞行器.后者为美国一项秘密研制计划.
　　为了发展与“和平一2”号轨道站配套的运输飞行器,俄罗斯除继续进行“暴风雪”号航天飞机的研制外,还推出了一个“小型航天飞机”发展计划.该计划方案由一架小型的航天飞机和一枚小型号火箭构成,小型航天飞机类似于法国的“使神”号.“小型能源”号火箭由“能源”号火箭发展而成.有两种方一案,一种是一次性使用的,另一种是可重复使用的.它由助推级和火箭组成.推进剂采用液氧、煤油,芯级采用液氧、液氢推进,火箭的起飞重量为1050～1100t.低轨运载能力为32～34t.为了发射高轨道卫星和星际飞行器,一次性使用的火箭又配置了三面级火箭.这些火箭采用自然推进剂,可回收的助推火箭带有叠尾翼及机翼.在与芯级分离后,机翼及尾翼张开,飞回发射基地,水平降落.
　　俄罗斯已有数家机构开始对空天飞机进行探索性研究,并提出了多种方案.1993年9月在莫斯科举办的一个航空航天展览会,推出了发展空天飞机的各种各样的设想、草图及众多的设计方案.其中以电磁发射器方案特别引人注目.采用这种电磁悬浮技术可推进一些高速运行装置或发射和回收航天飞机中不同类型的遥控可器(这些工具都是由洲际特超音速飞机运送的).航天飞机是在洲际特超音速飞机装置的“电磁跑道”上起飞和降落的.这种电通道既能使航天飞机在起飞时加速,又能在返回时使其制动减速都是采用了磁场中运动系统相互作用的同一原理.还有一种空天飞机,也采用上述技术,但在结构上是一种单级式的可重复使用无污染的飞行器.它发射安全性高,向轨道运送或回收有效载荷成本低,可广泛应用于观测、研究和运输.在广泛开展国际合作的今天,美国和俄罗斯联合研制空天飞机可能性很大.一个正在酝酿中的合作方案,被称作“国际空天飞机系统”,它重27t,可运载10t有效载荷.在空中发射后空天飞机带着一个可脱扣的装有液氢、液氧和煤油的油箱,可飞到200km的高空.
　　从太空之旅看俄罗斯航天
　　莫斯科时间2001年5月6日9时41分,载有太空游客蒂托的俄罗斯"联盟"型飞船返回座舱准确、安全地降落在了哈萨克斯坦境内,历史上的首次太空旅游圆满地划上了句号.此次太空之旅创造了世界航天史和旅游史上的奇迹,向世人展示了俄罗斯的航天科技水平,及其航天商业开发取得的骄人成就,同时还显示出,未来俄美在国际空间站等航天计划上的的合作与斗争将会继续.自1961年尤里·加加林勇闯太空以来,俄载人航天业已走过了40年的风雨历程.40年的航天科学成果的积累,创造了一个传奇般的成就--普通地球公民遨游太空.虽然蒂托也曾是一名航天专家,但其专业职务毕竟是航空航天工程师,若想成为合格的太空游客,还须经历技能和体能方面的考验.蒂托在俄加加林宇航员训练中心接受了专项航天训练.他先后学习了"联盟"飞船设施、国际空间站构件、生命保障系统、航天器飞行控制等有关知识,并在"星辰"号服务舱和"曙光"号功能货舱练习器上经受了锻炼.这些技能训练帮助蒂托顺利往返空间站.
　　今年1月蒂托曾被查处患有肺炎,并接受了两个星期的住院治疗.据俄航空航天局局长科普捷夫表示,在经过治疗之后,蒂托的恢复状况令人满意,训练计划的如期完成没有受到影响.事实证明,俄宇航训练技术、航天医学和太空生命保障技术,确保蒂托平安度过了8天的太空之旅.蒂托的成功显示出,俄航天科技依然保持世界领先水平.
　　蒂托的太空之旅还反映出,俄罗斯正在着力推进航天商业开发.据俄航空航天局提供的资料显示,今年,俄政府的航天预算额约为1.65亿美元.该预算额与俄航天业所需经费之间存在着较大缺口,弥补这一缺口的主要措施就是航天商业开发.在"和平"号空间站未坠毁之前,俄曾在"和平"号上成功地进行了商业开发活动,创造了年收入两千万美元的良好业绩.目前,俄正打算利用国际空间站俄属太空舱和先进的航天技术继续进行商业活动,并计划在俄所支付的国际空间站建设资金中,力求使预算外资金的比例达到30%至35%.另据俄航空航天局管理处主任古谢耶夫介绍,今年,俄有望在国际航天市场上创收约10亿美元.今后,俄将努力使这一开发的年收入达到约20亿美元.
　　此次蒂托的太空之旅也并非一帆风顺.美国宇航局一直对蒂托之旅耿耿于怀,并以"国际空间站工作受到干扰"等为理由为蒂托太空旅行计划设置重重障碍.但是在俄方的据理力争和坚决抵制下,美方的企图未获成功.5月2日美宇航局局长戈尔丁在国会听证会上宣称,蒂托的旅行使空间站的建设工作被迫中断,宇航局将因此向俄航空航天局索赔.对此,俄方国际空间站计划负责人留明指出,所谓的"国际空间站工作受到干扰"其实是美方臆造出来的借口,其目的是为了部分地抹煞俄所取得的航天商业开发成就.俄地面飞行控制中心的专家也表示,美国阻挠蒂托上天是出于政治目的.
　　俄航空航天局新闻秘书戈尔布诺夫指出,目前已有多人表示愿乘"联盟"飞船赴空间站旅游.俄将就此事同参与国际空间站计划的各方协商,以解决与此相关的法律和行政问题.但是,从美国宇航局近期的所作所为不难看出,围绕国际空间站商业开发等问题,美俄将面临一番激烈的唇枪舌剑.
　　戈尔布诺夫介绍说,在国际空间站计划以外,基于生存发展的需要,俄将继续着力开展商业航天.目前,俄罗斯正与乌克兰、澳大利亚、法国、比利时和欧洲航天局进行一系列的商业航天合作,部分合作项目将被纳入2001年至2005年俄联邦航天规划.顺利开展这些合作,将使俄航天业的生存空间逐渐扩大,俄总体航天实力的恢复将因此而充满希望.