2004年2月14日,美国总统布什对外界公布了美国未来十几年的航天计划,其中最引人瞩目的就是未来的载人航天工具“乘员探索飞行器”,简称“CEV”。
神秘的CEV 今年6月27日,NASA公布了一项“探索系统构成研究”报告,提出了“航天飞机衍生”的方案,它的主要思想就是要充分利用航天飞机的现有部件,如轨道主发动机,固体火箭推进器还有外部存储燃料箱,这就是CEV未来的动力发射系统。
从这个研究报告可以看出,CEV可能是一种没有翅膀的飞行器,这一点跟航天飞机不一样。
早在2003年,美国宇航界就出现了关于新一代载人飞行器的争论,形成了两大概念,一种是类似于“阿波罗”飞船的舱式结构,另一种类似于欧洲航天局过去研制的“赫尔梅斯”号航天飞机,这是一种有翅膀的航天器,着陆的时候,可以在大气层中滑翔着落。
经过对比研究,现在已经基本确定,CEV是一种没有翅膀的飞行器,这一点跟航天飞机有着本质上的区别。但是,发射的时候,它跟航天飞机又几乎一样,也是借助运载火箭的推力上天,而且发射火箭也是一次性的。跟航天飞机发射不一样的是,CEV在发射的时候,它要安装在外挂燃料箱的上部,这样就不会有脱落物掉下来砸着它的问题出现。CEV有很多不如航天飞机的地方,既然是没有翅膀的,那么在返回大气层之后,它就不能滑翔着陆,这使它的机动性受到了限制。从技术上来说,它没有航天飞机那么先进,也没有航天飞机那么宽大的空间。但是,它却比航天飞机更关注飞行员的生命安全,在发射的时候,它有逃逸装置,这样就不会发生严重的事故。
跟航天飞机比起来,它还有个最大的区别,这个最大的区别,也就揭示了CEV载人航天器的实质;它是一组航天器的总的称呼,而不是具体的某一种航天器。
组合式的新一代飞船家族 在未来的应用中,CEV最引人注目的任务是探测月球,所以它要具有登陆月球的能力,按照“探索系统构成研究”的要求,CEV可以把四人送往月球,最多每年可以飞行6次。这不仅是为了登月设计的,也是为了建设未来的月球基地服务的。
但是,在未来的日子里,CEV更多的工作是为国际空间站服务,在执行这个任务的时候,它就会以另一种面目出现,它可以运送三人去国际空间站,每年发射三次。这也仅仅是运送宇航员,当它要运送货物的时候,它使用的是另一种模式,就跟俄罗斯的“进步”号货运飞船一样,仅仅是运送货物,不乘坐宇航员。
这样看来,CEV就有了三种模样,这还不是它的全部,它还不能完成更多的太空使命,就像俄罗斯,不仅有“联盟”号和“进步”号两种飞船,当他们要发射大型航天器的时候,比如建设国际空间站,就要动用大型火箭,跟这种大型火箭一样,CEV还有另外两种大型载重飞船,可以执行不同的运送任务。当它要向月球运送大型物资的时候,它的运载火箭的发射能力是100吨,这样的能力也可以满足所有环绕地球轨道的要求,包括建立大型空间设施。当它要执行火星探测任务的时候,它的运载能力是120吨。这两种能力基本可以满足远程探测的要求。
可以看出,不仅CEV有不同的样式,就连它的运载火箭也可以有不同的组合。这使CEV可以有更多的功能,来完成不同的任务。所以,CEV不是一种具体的飞行器,而是下一代飞行器的总称呼,为了完成不同的使命,它具有不同的结构,运送宇航员的是一种结构,运送货物的又是另一种结构,它实现了人货分离的运输模式。
工业巨头还要争夺 虽然CEV的火箭动力系统方案基本确定,但是,飞船需要重新设计的。
10月12日,波音公司公布了自己的设计方案,从方案中,明显地可以看出,这完全是基于“阿波罗”飞船改造过来的。它包含一个乘员舱,一个服务舱,基本上跟“阿波罗”没有多大区别。
但是与“阿波罗”飞船相比,CEV又多出了许多的改进项目,“阿波罗”的乘员舱只能乘坐三个人, CEV可以乘坐六个宇航员,而重量只是增加了一点,原因是使用了新的建造材料,减少了能量消耗。CEV的程序中具有健康管理系统,可以发现、隔离并修复子系统的故障。而“阿波罗”只有一个单一的容错系统。
CEV可以绕月飞行六个月,在此期间,宇航员可以四次着陆月球,CEV可以处在无人驾驶状态,地球和月球上的人都可以控制它,这是“阿波罗”所办不到的,那时候必须要有一人在月球上空操作飞船。
在航天飞机的发射过程中,如果出了问题,宇航员的生命就无法保障。在方案中,充分考虑了这个问题,它多出来一个发射紧急中断系统,当发射遇到危险的时候,这个系统将会立刻把乘员舱弹射出来,这个紧急中断系统是CEV与航天飞机最大的区别。
该方案是波音公司与它的战略伙伴诺斯罗普?格鲁门公司一同提出来的,相信不久,他们的对头洛克西德·马丁阵营也会提出自己的建造方案,花落谁家,还要有一番争夺。
按照NASA的计划表,2005年是初步设计,2006年春季进行设计评审,选出主要的建设承包商,2008年进行第一艘样机试飞,2011年进行首次无人轨道飞行,2015年才会投入使用。
有了NASA的“探索系统构成研究”,就有了CEV的具体概念,就有了行动的方向,现在基本可以肯定,CEV将会大量采用航天飞机上的技术,未来的CEV有多种组合方式,它不是单一的某种载人航天器,而是美国下一代航天器的总称。