我国航天领域即将迎来新的突破,三款新型飞船——梦舟载人飞船、轻舟货运飞船和昊龙货运航天飞机,正紧锣密鼓地筹备首飞,为空间站的运营注入新活力。其中,梦舟一号载人飞船计划于明年率先开启首飞之旅,而轻舟货运飞船也已首次亮相,进入整体测试阶段,距离首飞指日可待。
由中国科学院微小卫星创新研究院精心研制的轻舟货运飞船初样件,已完成多项关键技术验证,顺利进入整体测试阶段。这款飞船未来将肩负起低成本货物运输的重任,前往中国空间站执行任务。与载人飞船不同,轻舟货运飞船专注于物资补给,可携带约1.8吨物资前往太空。同时,它还能将空间站产生的垃圾和废弃物品带回,在重返地球时,于大气层中剧烈燃烧化为灰烬,这与天舟货运飞船的使命结束方式相似,都是受控重返地球烧毁,而非像载人飞船返回舱那样回到地面。
轻舟货运飞船的货舱设计独具特色。内部配备了冷链系统,即模块化的“太空冰箱”,每个“太空冰箱”容积为60升,最多可携带5个。这些“太空冰箱”的温度可在0到8℃之间精确调节,既能保鲜蔬果,又能储存特殊生物样本。货舱智能化水平较高,航天员可通过语音交互等方式快速找到所需物品,随时掌握飞船内物资情况,大大提升了在太空生活和工作的效率与便捷性。
既然已有运载能力强大的天舟货运飞船,每次能将约7吨物资送上中国空间站,为何还要研发更小的轻舟货运飞船和昊龙货运航天飞机呢?原来,新飞船的灵活性更高。天舟货运飞船此前每半年发射一艘,升级后调整为每2年发射3艘,每艘在轨飞行时间约8个月。这意味着需要等待近8个月才能进行一次物资补给,一些时效性强的科学载荷无法快速送达空间站,且飞行时间长会导致食物不够新鲜。而轻舟货运飞船和昊龙货运航天飞机载货量较小,轻舟货运飞船载货能力约1.8吨,因此飞行时间较短,发射频率可提高至每年三四次,能更快地将时效性强的科学载荷送往空间站进行实验,灵活性大幅提升。
轻舟货运飞船虽发射频率较高,但发射成本较低,每公斤发射成本约10万元左右。随着批量化生产的推进以及航天商业的参与,其发射成本有望进一步降低。
新研制的轻舟货运飞船不仅承担“太空快递”的职责,还将肩负“上门取件”的任务,结束飞行任务后携带空间站废弃物撤离并坠落大气层烧毁。那么,飞船进入大气层后为何会剧烈燃烧,能否安全回到地面回收呢?目前,世界各国大部分货运飞船都不可回收,进入大气层后烧毁。这样做有两个好处:一是废弃物直接烧毁,省去处理环节;二是能充分发挥货运飞船的运载能力。像神舟载人飞船返回舱等可安全着陆的载人飞船,返回舱需经过特殊设计,采用耐高温材料,外部还有烧蚀材料、隔热材料保护,且进入大气层后需伞降,部分返回舱底部还有反推发动机进行最后制动减速。若要让货运飞船像载人飞船返回舱那样着陆,需配备伞降系统并涂上烧蚀、隔热材料,这会占用较多重量,大幅降低货运飞船的运货能力。因此,综合各方面因素,大多数货运飞船不考虑回收使用。不过,也有例外,我国的昊龙货运航天飞机可重复使用,它返回地球时像固定翼飞机一样滑翔,在机场跑道着陆,经检修、更换外部隔热材料后,即可重返太空继续执行任务。










