揭秘高性能獵戶座飛船

東方星

設計理念“萬金油”

大量航天實踐表明，就當今技術水平而言，載人飛船比已退役的美國大型航天飛機更可靠、更便宜。所以，美國現在正積極研制新型載人飛船。這些新型載人飛船不僅保留了目前載人飛船可靠性高、成本低等優點，還具有用途廣泛、運輸能力強和可重復使用等新特點。

建造載人飛船的計劃在在小布什當政期間就已提出，奧巴馬當選美國總統以后，計劃將飛船主要用于載人深空探測，也可作為國際空間站天地往返運輸系統的備份。

因此而誕生的獵戶座擁有卓越的設計：一是用途廣，有的既可飛往空間站，也能飛往月球、小行星或火星，而目前使用的載人飛船都是單一用途的;二是可以重復使用，目前的載人飛船都是一次性使用的，而獵戶座飛船可重復使用10次左右，因此能大大降低成本;三是運載能力增加，獵戶座每次可以運送4～7人，而目前的載人飛船每次最多可運3人;四是采用兩艙構型，這樣能降低成本，提高可靠性。

研發技術第一流

獵戶座由服務艙、乘員艙、發射中止系統（LAS，也叫異常中斷系統，或逃逸塔）以及飛船適配器組成，重約23噸，直徑約5米。其加壓艙容積約為19.5立方米，可居住容積8.9立方米。除了增大了直徑以外，獵戶座增大內部可用空間的措施之一是使用了更少的儀表盤（10個左右）。

相比阿波羅飛船，獵戶座的指令艙雖然與之相似，但明顯更大、更壯，其艙內空間比阿波羅指令艙大1倍。在技術性能上，它也比阿波羅有大幅度提高，分系統和元件采用許多創新技術。獵戶座采用太陽能電池翼供電，所以功率大，行動時間長，而阿波羅飛船只能由燃料電池短期供電。

獵戶座擁有世界上最大的防熱罩，它采用先進耐高溫復合材料，由數十萬個蜂窩結構組成，可以有效阻絕飛船以26馬赫速度接近地球大氣層時，飛船表面高達1763℃的高溫。每次返回地面后隔熱罩還可以替換。

由于獵戶座是一種多用途飛船，其飛行范圍要達到超出月球至更遠，所以飛船內的航天員將面臨更強的宇宙輻射，因此獵戶座飛船上的輻射屏蔽系統也是一大關鍵性的分系統。

該飛船上的中央計算機為飛船的大腦，是同類飛船中最先進的，每秒處理的指令數量可達到4.8億條，這是國際空間站的25倍，航天飛機的400倍， 阿波羅飛船的4000倍。該中央計算機還能抵抗極端的高溫和寒冷環境，以及嚴重的輻射甚至是振動環境，其重啟的時間只需15秒。

安全性較航天飛機提高了10倍，是獵戶座的又一特征，這大大增強航天員生存的機會。主要是因為發射時獵戶座與火箭串聯在一起，并具備逃逸裝置—發射中止系統。發射中止系統是宇宙飛船進入發射程序后的一道關鍵性安全設計，當獵戶座進入發射持續后，如果需要緊急中止發射，那么就要啟動以毫秒為單位的發射中止系統，在緊急情況下可以激活乘員艙并啟動逃生程序，通過小型火箭讓乘員艙脫離火箭。

高軌嘗試不犯愁

2014年12月4日，美國用德爾他-4H發射首個無人試驗型獵戶座—探索飛行實驗-1，以測試其系統。在探索飛行試驗中，獵戶座進入了高約5793.64千米的地球軌道（比國際空間站運行軌道高15倍，目的是模擬獵戶座飛船從月球軌道進入返回軌道后的速度），繞地球飛行兩圈，4.5小時后以大于32180千米/時的高速再入大氣層，在經受2000℃的高溫考驗后，最終濺落在太平洋。這次飛行試驗使美國國家航空航天局能夠評估獵戶座的性能和集成性，為未來的深空探測任務做準備。

工程師們記錄獵戶座宇宙飛船的各項表現，從發射、飛行、重返大氣層以及最后的安全著陸，整個過程的數據都是極為寶貴的。通過該次試驗能獲得關鍵飛行性能數據并驗證飛船的初期集成能力。

如果說高性能的獵戶座飛船可能也會面臨困難，那么最大的困難可能源于美國政府能不能一如既往地支持如此“敗金”的它，這關乎著人類探索太空的進程。