纵谈载人飞行器与及发射平台规划设计的星际航行通用性原则

纵谈载人飞行器与及发射平台规划设计的星际航行通用性原则从人类第一艘载人飞船东方号发射成功到今天,人类实现空间载人飞行就快将近五十年历史时光,其间人类为了实现载人飞行的目标,除宇宙飞船还发展了航天飞机式载人飞行器,而这两种载人飞行器模式的优劣,到今天是必须作一番彻底总结的时候了,尽管本人不才,但也非常乐意就这一问题发表下自己的看法,不足之处就请各位网友们多多海涵了。第一方面,飞船式载人飞行器所具有的先天性恒久优势。作为实现载人往返太空的工具,飞船式载人飞行器取得了巨大的成功。在人类实施空间载人工程的早期岁月,飞船式载人飞行器就是宇航设计师们实现人类载人飞行目标的首选方案。原因就在于飞船式载人飞行器结构简单,飞船组成舱段平台的生产制造完全可实现标准化、模块化,系统功能扩展余地又极大,而飞船本身与及作为发射平台的火箭的制造工艺又已经高度成熟;因此无论是苏联还是美国,当年都将发展飞船式飞行器作为自己实现太空载人飞行目标的首选工具。而在30多年后,中国作为人类第三个实现载人空间飞行的国家,在选择载人飞行器的方案模式时,也出于同样的理由最终选择了飞船。但除了上面这些特征鲜明的优势外,飞船式载人飞行器还拥有航天飞机式飞行器所无法比拟的星际航行通用性优势。这种优势完全来源于飞船式载人飞行器天生所具有的降落返回方便性、随意性与及舱段平台系统功能近乎无限的扩展性。在有大气层的星球如地球、火星、金星等,飞船式载人飞行器完全可以采用降落伞式降落与返收;而在无大气层的星球如月球、火星、小行星乃至木卫二,飞船式载人飞行器完全可以依赖自身的推进系统实现无大气星球的表面降落与再起飞入轨。而航天飞机式(包括所谓的空天飞机)载人飞行器,由于再入返回完全依赖于大气层与跑道,在没有大气层(如月球)的星球或有大气层但却没有现成跑道的星球(如火星\小行星)却根本无法利用。至于飞船式飞行器天生所具有的强大系统扩展性,航天飞机式飞行器就更是望尘莫及,由于受制无法更改的气动布局外形,机体结构与体积重量,要实现更遥远星际空间的载人飞行就要研制全新的航天飞机用于天基飞船的运载发射。如美国现有的航天飞机由于无法与地球脱离上面级火箭相搭配,尽管拥有高达2800吨的起飞推力却根本无法用于月球载人飞行;而只使作为天基发射平台应用于飞船式载人飞行器的空间发射,又由于货舱体积与运载重量的固死性也同样无能为力。更为要命的缺陷还在于航天飞机由于自身气动结构的复杂性与重量的固死性,在实际应用中并不能够实现比飞船大幅度降低发射成本的最重要初始目标;而先天却又具备一大堆上面所提及的与生具来的劣势,技术先进又有什么用?!作为一个高度“特化”的产物被历史所淘汰势所必然。至于所谓的空天飞机,由于同样拥有航天飞机的种种先天不足,而气动布局与推力系统的复杂性却比航天飞机更有过之而不及,我认为也同样难有大的发展前途。首先,除非人类空间飞行器防热再入材料技术发生革命性突破,即研制出硬如钛、韧如钢、轻如铝、防热性能与价格又如碳纤维的特种材料,否则空天飞机就永远无法将使用运行费用彻底降低下来。而能否大幅度降低使用成本就是航天飞机与空天飞机之类载人飞行器得以赖以生存的唯一理由。其次,空天飞机根本就没有庞大的商业市场。由于人类信息技术的迅猛发展,实时视频通讯、视频会议早已经成为现实,人类远距离快速抵达的需求已经大大降低。而且无论技术如何进步,人类总是要睡觉的,从北京到美国(距离达10000多公里),只要能够将飞行时间限制于8小时以内,有钱人会非常乐于包租一架公务机或在豪华客机内包一个带床铺的包厢,与女友相伴而行,一觉醒来之后能够刚好飞抵目标地就是最佳的选择。因为反正无论飞机飞多快,只使在一小时内能够到达美国,之后二十四小时内你都得睡觉,但如果仅仅为了这一小时的飞行路程你却不得不付出高达10至50万美元的代价,平均下来每公斤重量的运输成本高达2000至5000美元(俄罗斯的安加拉火箭号称能够将每公斤载荷送入轨道的价钱限制在13000美元之内),又何苦要花费那么多的冤枉钱?!老实说你只使是亿万富豪也无法...

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