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标 题: 2008:中国太空新的长征
发信站: 哈工大紫丁香 (Wed Feb 11 10:31:34 2004), 站内信件
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标 题: 2008:中国太空新的长征
发信站: BBS 水木清华站 (Fri Jan 9 18:45:30 2004), 转信
2008:中国太空新的长征
(bob2003111译自1月6日《中国日报》)
即使你不是一个火箭专家,这也并不妨碍你去感受在空中和太空的嗡嗡声。
先是在圣诞前夜人们翘首以盼的不是圣诞老人而是一个将要在12月25日这一天登陆火星的
叫做猎兔犬2号的火星探测器的消息,虽然从那以后就与它失去了联系。
接下来是上个星期我国成功地将一颗中欧合作地球空间探测卫星送入预定轨道。
最后是一个叫做“勇气号”的六轮机器人于北京时间的上个星期天成功登陆火星,并且开
始发回有关神秘火星的照片。
当然,更不用说还有去年中国第一次的载人航天任务。
杨立伟太空之行之后,中国人又将目光更高的未来:探月计划、轨道对接、永久性的有人
居住的空间站、甚至是火星的长途旅行。
但是一些脚踏实地的科学家提出了一个很现实的问题:我们到哪里去找合适的运载工具来
实现我们的梦想?
就拿空间站来说,中国早就渴望能够将20吨重的太空船送入太空,但长征系列火箭的运载
能力仅为地球同步静止轨道5.1吨,近地轨道9.5吨。
对更大运力、更高可靠性、更高效费比且对环境污染更少的运载工具的迫切需求,激励着
中国的航天人走上了设计和发展新一代火箭的“新的长征”。
姜义贤(音译),中国火箭计划的主要负责人,他说随着中国雄心勃勃的太空计划的逐步
展开,从今年起长征计划将会提速。
姜同时还是中国航天科技集团(CASC)的副总经理,该集团主要负责太空飞行器以及相应
运载工具的设计和建造工作。
2001年3月,中国的前国务院总理朱容基在提交给中国的最高立法机关全国人民代表大会审
议的关于第十个五年计划的报告中,第一次将升级换代中国的运载火箭以满足航天发射的
需求写入了优先发展的高科技项目名录。
“从那时起,基础研究直接促成了在几个关键技术领域的重大突破”,姜说道。
“我们希望到2008的时候能够造出更大运力的运载火箭,这种火箭具有无毒、无污染、更
优异的性能和更低的发射成本等优点。这将极大的促进我国太空探测发展,同时可以扩展
我们在国际商业发射市场的份额”,姜说到。
显著的成就
中国有着很长的航空历史:万户,生活在中国古代的明朝(1368-1644),被认为是第一个
在500年前就实现离地升空的人。他借助工具是一个绑有两个风筝和47只火箭的椅子,这种
被绑在椅子上的烟花被认为是现代火箭的前身。
今天,中国自行研制了长征系列运载火箭,全部12种型号的运载火箭可以将卫星送入近地
轨道、地球同步静止轨道和太阳同步轨道。
自从1970年长征一号运载火箭成功发射第一颗人造卫星,中国在持续不断的刷新发射纪录
。
上个星期,当第一颗中欧合作的太空探测卫星被送入预定轨道,长征火箭家族已经完成了
她的第75次发射。
据姜介绍,一共有7次失败的发射,在过去的六年里实现了33次连续的成功发射,发射总体
成功率超过90%。
迄今为止,长征系列运载火箭已将50颗国产卫星、27颗外国卫星和5艘太空飞船送入太空。
一些不足之处
取得了如此令人瞩目的成就,使人们很容易目空一切并且理所当然地相信中国在太空国家
中是名列前茅的。
然而,科学家们承认长征系列火箭还应该不断缩小同外国同行之间的实质性的差距,以适
应太空任务发展的需求并且在国际发射市场站稳脚跟。
一方面目前世界上主要型号的运载火箭近地轨道运载能力已经超过20吨,地球同步静止轨
道运力达到10吨,仅这一项就已经把中国远远拉在了后面。
另一方面,先进发射工具不能将载荷送入特定轨道的可能性平均不会超过0.05(也就是说
,最低的可靠性为0.95)。
欧洲的阿里安v型运载火箭不载人的发射任务中可靠性更可高达0.98。
据业内人士讲,即使是载人航天飞行我们的可靠性也只能达到0.97。
为了在成功率方面跟踪世界先进水平,中国的长征系列运载火箭还必须进行33次成功发射
,这其中不允许有一次失败,姜说到。
掌握先进推进技术的国家的主火箭都配备有大规格的主火箭,助推器使用无污染的推进剂
。
专家说更大直径的火箭意味着更少的级数和点火次数,火箭的可靠性和安全性将会大大提
高。
至于中国,长征火箭的直径是3.35米,这事实上使得没有空间安装更多的小的助推火箭来
进一步提高运力。
长征运载火箭推进系统中还使用一些剧毒的推进剂,这会对人体和环境造成伤害。
巨大的需求
随着中国决定将太空探索作为我们国家的发展战略一部分,我们的国家急切需要在运载工
具方面跟上世界步伐。
改进后的运载火箭将进一步为这个国家在建立空间站和太空生产基地等方面的努力提供强
力的支持。
据来自CASC的消息,在去年十月份成功进行载人航天飞行的鼓舞下,中国第二步的载人航
天工程已经启动---这个国家正在攻克包括空间对接、太空行走以及深空探测等一系列关键
技术。
从全球来讲,商业卫星将会变得更大更重,到2010年,人们预测近地球静止轨道卫星重量
至少7吨。
另外一种趋势就是用一枚火箭同时将多颗卫星送入太空,形成一个卫星群或小的星座。
中国也会朝着这个方向努力,比如说,一颗地球观测卫星在将来可能会超过10吨,这使得
它可以携带更多的燃料从而可以提供长时间、高分辨率的服务。
由于国家发展对卫星的迫切要求,在2006-2010期间,中国准备每年发射10颗左右的卫星,
而在2001-2005期间的年平均发射次数为5次,据官方的消息称。
在未来几年中的更为频繁的地发射将意味着中国不得不缩短两次发射之间的时间间隔。
除了要提高发射场的基础设施,还要进一步优化火箭的设计以便在一个特定时期内可以执
行更多的发射任务。
设计原则:
中国新一代的运载火箭将瞄准国际先进水平,并且遵循“通用化,系列化、标准化”的设
计原则。
他强调新一代的火箭应具有高可靠性、低成本、无污染和易于操作的特点。新的发射工具
将会体现标准化的设计理念,将有直径分别为2.25米、3.35米和5米三个型号的主助推器。
它们由120吨重的液氧/液态煤油发动机和50吨的液氢/液氧发动机提供动力,这样既可提供
强大的动力,又不会污染环境。
通过不同模块之间的组合,就可以向堆积木一样组装出一个新的火箭家族。它可以将不同
重量的卫星送入轨道,刘竹生(音译)说到,刘是中国载人航天工程火箭系统的主设计师
。
基本组合模式是直径5米的主推进器,加上外接的四个辅助推进器,其中两个直径为2.25米
,另外两个为3.35米。
据CASC的姜说,完成后的新的火箭家族有能力覆盖近地轨道1.5-25吨,地球同步轨道1.5-
14吨的运力范围。
新型火箭的发射成本较目前的长征系列降低30%。另外在可靠性方面新型火箭无法将有效载
荷送入预定轨道的可能性平均不会超过0.02(也就是说,可靠性最低不会低于0.98),至
于载人航天任务,这个数字可以达到0.99。
长征火箭的两次发射之间的间隔将从目前的2个多月缩短到15个工作日。
“新一代的运载火箭将使中国具备发射未来二三十年研制的所有新型号的卫星的能力”,
姜说“这将极大地推进长征火箭在国际发射市场的竞争力。”
当被问及火箭研制时间表时,他说CASC正在测试火箭发动机,2008年新型火箭有望投入使
用。
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