文/编辑:麒阁史观
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天舟七号货运火箭的发射,是我国今年首个航天“开门红”。
在经过长达10个月的太空任务后,天舟七号于2024年11月10日与天宫空间站分离。
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在分离后不久便进入大气层,最终在大气层的摩擦下化身火焰坠入南太平洋海域。
可同样执行太空任务,为什么美国的龙飞船能够做到回收利用,我们的天舟飞船却要坠毁?
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这其中有何原因?我们能不能和美国一样进行回收技术呢?
两种航天货运模式的差异一次性vs可重复利用,这不仅仅是两种技术路线的选择,更是两种航天发展理念的碰撞。
天舟七号的“壮烈牺牲”与龙飞船的“循环往复”。
美国运载火箭
表面上看是技术实力的差异,但深挖下去,却能发现其中蕴含着更深层次的战略考量和经济因素。
这就好比“共享单车”和“私家车”的区别。
共享单车虽然方便灵活,但维护成本高,私家车虽然购置成本高,但使用起来更加自由。
在天舟和龙飞船的选择上,中美两国也正是基于各自的国情和需求,做出了不同的选择。
美国运载火箭
对于中国航天来说,天舟系列货运飞船的意义非同凡响。
自1992年“载人航天三步走”战略启动以来,如何保障空间站的物资供应就成了一个绕不开的关键问题。
天舟飞船的出现,正是为了解决这个“卡脖子”的问题。
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作为中国空间站的“快递小哥”,天舟系列的主要任务就是为空间站输送各种物资。
从航天员的日常生活用品到科研设备,无所不包。
从2017年天舟一号与天宫二号成功对接,完成首次太空“送货上门”服务。
到如今的天舟七号即将完成它的历史使命,天舟系列已经成为中国空间站建设中不可或缺的一环。
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值得注意的是,天舟系列的载重量也在不断提升。
然而,与龙飞船的可重复利用相比,天舟系列的一次性设计似乎显得有些“浪费”。
但如果从经济角度来看,这种“浪费”其实是一种精打细算。
龙飞船的研发成本要高于天舟飞船,就好比买一辆“经济适用型”汽车和一辆“豪华跑车”。
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虽然跑车的性能更好,但价格也更贵,维护成本也更高。
对于中国航天来说,选择天舟这种“经济适用型”飞船,无疑是更加务实的选择。
此外,天舟系列在设计上也充分考虑了货运效率。
空战站内部
由于不需要考虑回收,天舟飞船可以采用更轻、更便宜的材料,并且可以将更多的空间用于装载货物。
这使得天舟飞船的货运效率更高,能够在有限的成本内,最大限度地保障空间站的物资供应。
龙飞船:可重复利用的商业化探索与天舟的“国家队”身份不同,龙飞船的诞生带有浓厚的商业色彩。
2011年,美国决定将俄罗斯“踢出”国际空间站的物资运输体系,并鼓励私营企业参与竞争。
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在这个背景下,马斯克的SpaceX公司凭借龙飞船脱颖而出,拿下了NASA的巨额订单。
这位“硅谷钢铁侠”虽然在电动汽车领域已经证明了自己的实力。
但在当时,他的航天梦仍然被很多人视为“天方夜谭”。
然而,马斯克凭借着对人才的吸引力和雄厚的资金实力,硬是把龙飞船从图纸变成了现实。
2012年,龙飞船成功发射,成为全球首个由私营企业发射的商业货运飞船。
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这无疑是航天史上的一座里程碑。
早期的龙飞船,也和天舟一样,走的是“一次性”路线。
毕竟,NASA的16亿美元订单并没有要求飞船具备回收能力。
但随着技术的进步和商业模式的转变,SpaceX开始在第二代龙飞船上尝试可重复利用技术。
美国运载火箭
这背后的逻辑也很简单:回收飞船可以降低成本,提高效率。
更重要的是,可以进一步提升SpaceX在商业航天领域的竞争力。
然而,可重复利用技术并非一蹴而就。
龙飞船的研发成本高达31亿美元,这足以证明这项技术的难度和复杂性。
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每次回收之后,飞船都需要进行大量的检修和维护,这又是一笔不小的开支。
而且,飞船在重返大气层时,会与空气剧烈摩擦产生高温,这会对飞船的外壳和电子设备造成不可逆的损害。
尽管龙飞船的设计寿命是10次重复使用,但实际情况往往达不到这个目标。
火箭回收
此外,为了满足载人飞行的需求,龙飞船还需要预留一部分空间用于安置航天员和生命保障系统。
这也在一定程度上限制了其货运能力。
相比之下,天舟飞船的货运能力要比龙飞船多,这还不包括航天员的体重。
战略考量与未来发展天舟的“一次性”和龙飞船的“可重复利用”,看似简单的技术选择。
火箭回收
实则反映了中美两国在航天发展战略上的差异。
中国航天注重的是效率和经济性,优先满足空间站建设的迫切需求。
在现阶段,用最低的成本、最高的效率将物资送上太空才是最重要的。
天舟飞船的“一次性”设计,正是符合了这一需求。
中国商业火箭回收
而美国则更注重商业化探索和技术创新,追求可重复利用技术的突破。
对于SpaceX来说,可重复利用技术不仅仅是降低成本的手段。
更是提升自身竞争力的核心技术,是抢占未来商业航天市场的重要砝码。
有些人可能会认为,天舟的“一次性”设计是因为中国缺乏可重复利用的技术,但事实并非如此。
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中国在2023年5月和9月成功返回着陆的可重复使用航天器,已经证明了中国具备这方面的技术实力。
中国选择不发展天舟的可重复利用版本,并非技术上的“技不如人”。
而是战略上的主动选择,是一种基于成本效益的理性决策。
未来,随着中国空间站的建设逐步完成,以及可重复利用技术的进一步成熟。
中国也可能会在未来的货运飞船上采用可重复利用技术。
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但这需要一个过程,需要权衡技术成熟度、成本效益等多方面因素。
中美两国的航天货运模式,代表着两种不同的发展路径,没有绝对的优劣之分,只有适合与不适合。
在未来,这两种模式都将继续发展,并相互借鉴、相互促进。
随着全球航天活动的日益频繁,国际合作将变得更加重要。
中美两国在航天领域的合作,不仅有利于双方共同发展,也有利于推动全球航天事业的进步。
结语天舟与龙飞船,代表着两种不同的航天发展路径,天舟的“一次性”设计,体现了中国航天务实、高效的特点;龙飞船的“可重复利用”,则展现了美国航天创新、探索的精神。
在未来,随着技术的不断进步和需求的不断变化,这两种模式都将继续发展演变。中国可能会在合适的时机推出可重复利用的货运飞船,而美国也会不断优化龙飞船的性能和成本。
只有携手并进,才能更好地揭开宇宙的神秘面纱,造福全人类。
在更远的未来,或许我们会看到天舟和龙飞船的“后代”一起在太空中穿梭,共同为人类的太空梦想贡献力量。而这,正是科技进步的魅力所在。
参考信息央广网2024-11-11《天舟七号货运飞船顺利撤离空间站组合体》
中国空间技术研究院2024-01-18《2024“开门红”!天舟七号发射成功》