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中国也曾有航天飞机计划,比美苏更新颖!为何最后“胎死腹中”?

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发表于 2024-9-3 21:47:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
载人航天,一种只有“头部玩家”才能玩得起的高端航天工程,某种意义上来说,它是只有一个国家在科技和经济双端都拥有强劲实力,才能达成的“里程碑”成就。
目前世界上能够实现载人航天的国家只有三个:美国、俄罗斯,以及中国。
然而,比较不为人所知的是,当年的载人航天有两个分支:航天飞机和载人飞船。
美苏在很长一段时间中,都比较推崇“可以反复使用”的航天飞机,然而,我国发展起来的却是载人飞船“神舟”系列。
为什么中国会选择载人飞船呢?对于航天飞机,难道是以我们的技术造不出来吗?

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上世纪,航天飞机“闪亮”出世,斩获无数成就

上世纪,美国和苏联围绕着载人航天展开了激烈的竞争。

1961年,苏联在东方1号任务中,成功让苏联人尤里·加加林成为了第一个进入太空的地球人;

1969年,美国的阿波罗11号又成功将人类首次送上了月球,并成功在月面印下了人类的脚印。

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二强相争,为了争夺这个新领域中的“第一名”互不相让。当时,两国最受到看好和关注的航天器,却不是我们如今最稳妥的载人飞船,而是“航天飞机”。
在当时,航天飞机是最先进航天技术的象征,它不仅能在上了太空后再飞回来,达成重复利用,降低运营成本,其运载能力还达到了其他航天器的数十倍,甚至能捕获卫星。

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美国正式进行过任务的航天飞机,共有5架,分别是哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号。

苏联也拥有“自主知识产权”的航天飞机“暴风雪”号,然而由于设计的最优原理,它的外形和构造也和美国的航天飞机非常相似。

当时,我们中国也尝试追赶美苏载人航天的步伐,这时候就有一个问题摆在中国人面前了:我们是直接学习美苏的先进技术,还是另辟蹊径?

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这个问题在如今的大多数人看来,肯定都会选择前者,毕竟前人都替我们把路前面的荆棘劈开了,何乐而不走呢?而且对于当时摸索道路的科研人员来说,最难的不是“已知的”、能造出来的东西,而是有了一个设想之后,“证明”它到底能不能造。
而美苏的载人航天成功,也显示了这条路是确凿可行的,人类是100%可以使用航天飞机到达太空的,这可以让中国避免走很多弯路。

当时的人们也是这样想的,认定中国几乎也会走美苏的“老路”,然而如我们现在所知,中国现在发展的却是载人飞船,这中间究竟发生了什么,让中国放弃了那种“安逸“的做法呢?

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中国式航天飞机——“长城1号”

事实上,中国式的航天飞机也是有个雏形的,连名字都有,叫“长城一号”。

它在1986年被提出,彼时,美国的航天飞机风头正盛,多次进入太空中,为全人类带回了珍贵的资料,于是,也想跟上最尖端步伐的我国在第一次航天飞机论证会议中提出了它。

“长城一号”在设计中全长24.7米,翼展14米,虽然不比美苏的航天飞机尺寸大,但却配备了一台火箭发动机,一次能搭载5名成员飞往太空。

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它相比美苏的航天飞机也是很特殊的,正是因为尺寸小,所以可以和火箭构成联动,它能被放置在火箭顶部,在发射的时候,需要和火箭并联发射,并且在空中脱离。

由于火箭可以为它提供一定的初速度,这样便减轻了航天飞机本身的飞行负担,虽然“脱离”的方式也存在一定的风险,但比起让航天飞机单枪匹马去对抗大气层附近的严苛环境,总体还是存在不小的优势。
但最后,它还是没能变成中国航天的现实,因为它在1988年最终的专家评分中,以0.31分之差惜败于了我国的“神舟”飞船。

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长城1号

为什么会这样?载人飞船“神舟”,比起航天飞机“长城1号”,究竟是强在了哪里?
我国为何最后弃用了“长城1号”?

说到这里,我们就得来全面分析一下载人飞船和航天飞机的区别了。
一、不同的返回方式

外观上的不同,决定了二者功能上的不同。首先,载人飞船是没有机翼的,而航天飞机由于要为机身提供升力,所以安装了一对机翼。

而这个功能特点,决定了它们的返回方式截然不同。

我们现在熟悉的载人航天飞船,往往只能以弹道式或者半弹道式的方式返回。所谓弹道式,想象一下炮弹的轨迹就知道了。它会在惯性和引力的影响下以弧线形式下落,从而进入大气层。

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而航天飞机由于机翼的存在,可以采用“升力式”再入,或者是弹道-升力混合式再入,这种返回方式不会让航天飞机直接被“丢”进大气层,而是像飞机降落那样会有一个基本的滑行和缓冲。

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两种返回方式的优劣也很明显,航天飞机在这一点上明显优于载人飞船:落点准确、方便对人员和飞机进行回收或搜救;以及对飞机的损伤小,可以重复利用,节省成本。
二、载重和舱内环境

在载重的本领上,航天飞机也要更胜一筹。美国的大多数航天飞机最大载人量是7人左右,同时,飞机上还会带上如太空望远镜、暴露装置等等重型物体,甩了载人飞船好几个量级。

航天飞机的舱内环境也比载人飞船显著优越,座舱较为宽敞,甚至有个人的独立床位,简直相当于一个临时的小空间站。

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三、成本

前面的两种差异,都是航天飞机完胜了载人飞船,但为什么最后还是载人飞船成为了“历史的答案”呢?

因为比起后面要讲的航天飞机致命缺陷,它的优点显得太微不足道了。

我们前面提过航天飞机是为了能重复使用,节省成本而设计出的,但正是这个“重复使用”,把当年的美帝给坑惨了。航天飞机发射一次大约要5亿美元左右,要知道,当年NASA预计航天飞机一次的发射费用不会超过600万美元,这下可是超过了近百倍左右。

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这些费用包含了检修、维护,随着飞机越用越旧,维护的费用也在水涨船高,到后面已经超过了一次性火箭。
更要命的是,要是这种昂贵的维修能够“回本”也就算了,但随着飞机稳定性逐渐降低,美国也不敢再冒着那么多航天员的生命危险,强行让航天飞机频繁发射,这下,就连薄利多销的路子都被堵死了。
四、安全性
除了烧钱,更严重的是安全性的问题。
历史上,美国一共有5架航天飞机服役,然而就是这仅仅5架当中,就有2架(挑战者号和哥伦比亚号)发生了爆炸事故,14名宇航员因此丧命,事故发生率高达40%以上。

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就算是没有发生事故的3架飞机,也随着发射次数的增加出现了越来越多的故障,最后不得不减少发射频率,从巅峰时期的一年24次,减少到了最多5次。

那么,失去了商业价值和安全性的航天飞机,距离衰败也不远了。而后来各类私人公司崛起,建造的多种航天器更是进一步弱化了航天飞机的地位,甚至让美国内部燃起了航天工程“私有化”的呼声。

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我国最终选择载人飞船,稳妥“三步走”,成果斐然

而我国正是看到了将航天飞机的末路都看在眼里,最后才会选择载人飞船的道路。1992年,中国的载人航天工程立项,并分为了“三步走”:

首先初步实现载人航天,成功将载人飞船发射到太空,并在地面上建立起初步配套的实验性载人飞船工程,开展空间应用实验。

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这一步完成之后,就要突破航天员出舱的技术难题了,同时让飞行器实现交会对接技术,并发射空间实验室。

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接着,就是最新的第三步,建造空间站,解决长期有人照料的、有较大规模的空间应用问题。

目前,我国在6月5日成功和空间站完成了自主对接的神舟十四号,就是我国载人航天“第三步”中的一个重要成就,它将创下多个“首次”,继续延续我国航天大家族的故事。

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而航天飞机,就只能作为载人飞船的“前传”被我们记住了,它象征着美苏的科学家和航天员不懈的探索,也象征着我国在前人基础上,继续进行积极探索到最后一步,才选择了走自主研发道路的那份精神。它只适合留在过去,并不适合新中国的未来。

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向中国的高科技人员致敬。

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