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飞行10个月!天舟七号重返地球:在大气层烧毁!为何美国龙飞船可回收

璀璨科学  · 公众号  · 科技自媒体  · 2024-11-18 12:41

正文

202411172125分,天舟七号货运飞船受控再入大气层,在进入大气层后剧烈燃烧起来,变成一个燃烧的火球,最后绝大部分零器件都在大气层中剧烈燃烧化为灰烬,烧蚀销毁了,只有少量没法完全燃烧殆尽的残骸落入预定安全海域。天舟七号货运飞船在2024117日发射升空,从发射升空到再入大气层烧毁,天舟七号货运飞船在轨飞行了10个月。

天舟七号货运飞船是新一批次的第二艘天舟货运飞船,和上一批次的货运飞船相比,天舟六号到天舟十一号这一批次的货运飞船在各方面都有了大幅度的提升,例如飞船密封舱的货物装载空间从之前的18.1立方米增大到了22.5立方米,而装载能力也从之前的5.5吨增加到了6.7吨,整艘飞船的货物装载能力也从之前的6.9吨提高至7.4吨,上行载货比由0.51提高至0.53

新一批次天舟货运飞船在进行升级后,可以搭载更多的物资,可以支持航天员在轨生活、工作更长时间。在包括天舟五号货运飞船在内的那几艘货运飞船搭载的物资少一些,所以每年需要发射2艘天舟货运飞船到中国空间站进行补给,而在进行升级后,现在天舟货运飞船的发射频率调整为每2年发射3艘。

也正是由于新一批货运飞船的载货能力大幅度提升了,每次发射任务都可以将更多的物资送上中国空间站,所以单艘天舟货运飞船的在轨时间也大幅度延长了。

理论上来说,新一批次的天舟货运飞船在轨时间平均为8个月,当然,并不是说每艘天舟货运飞船搭载的物资只能支持航天员在轨8个月而已,毕竟我们不会等到上一艘货运飞船的物资完全用完才去发射新的货运飞船进行补给。

117日,天舟七号货运飞船发射的时候,天舟六号货运飞船的物资还没用完,当天舟七号货运飞船抵达中国空间站后,整个空间站内的物资可以支持3名航天员同时在轨飞行1年左右。

在今年的载人航天计划中,我们安排了天舟七号、天舟八号货运飞船,其中天舟八号货运飞船由于超强台风“摩羯”的影响而调整了发射计划,所以天舟七号货运飞船的撤离时间也相应进行了调整。

1110日天舟七号货运飞船才从中国空间站撤离,它的在轨时间接近10个月了,虽然比平均8个月的在轨时间长了接近2个月,但是空间站内的物资是足够的,对神舟十九号航天员们的生活没有造成影响。现在天舟八号货运飞船已经对接中国空间站飞行了几天时间了,新一批的物资早已送到中国空间站了。

天舟七号为何在大气层中烧毁

天舟七号货运飞船在重返地球的时候,以极快的速度闯入地球大气层,气动加热效应很强烈,飞船外部温度急剧上升到1000多℃。由于温度相当高,而货运飞船本身又没有像载人飞船返回舱那样在外部涂上烧蚀材料、隔热材料,也没有防热大底,所以货运飞船没法承受这么高温的灼烧,直接就在大气层中燃烧殆尽,化为灰烬了,只有少量没法完成燃烧的残骸掉落到预定的海域。

这是我国天舟货运飞船以及俄罗斯进步号货运飞船最后的归宿,而美国的货运龙飞船的情况就不同,它虽然也经受这么高温的灼烧,但是货运龙飞船却可以回收,这是怎么回事?

可能有一些网友认为我们技术不行,没法让货运飞船像载人飞船那样安全着陆。其实不是的,我们飞船返回地球的技术相当可靠、相当成熟,别说让货运飞船从近地轨道返回地球,就算是从更远的月球轨道返回地球都不难。之前嫦娥五号、嫦娥六号探测器就曾经从月球轨道返回地球,带回了珍贵的月球样品。和近地轨道的航天器相比,嫦娥五号、嫦娥六号探测器重返地球的难度更大,但是我们都一样可以完成。

所以,天舟货运飞船在大气层中烧毁,并不是我们技术不如美国,实际上我们和他们的差距没多大了,我们想要把货运飞船设计成可以安全着陆,没有任何技术难题。这些飞船在设计的时候会考虑到方方面面的因素,也会根据自身的实际情况来制定不同的设计方案,从中选择适合自己的方案。

天舟货运飞船之所以不选择安全着陆的方式,原因之一就是它的主要任务是将各种物资送上中国空间站,装的物资越多肯定是越好的。在新一批次的货运飞船中,内部空间、载重能力都有了大幅度的提升,所以现在天舟货运飞船的发射频率从之前的每年2艘调整为现在的每23艘。

当货运飞船结束使命后,它们不仅仅是简单从空间站组合体撤离,而是会从空间站带走一些东西,绝大部分都是空间站内的各种废弃物,包括航天员产生的各种垃圾。这些废弃物本身就不需要带回地面的,让它们跟随货运飞船在大气层中剧烈燃烧化为灰烬处理就行。而那些有价值的载荷,可以用神舟载人飞船带回来。

另一个原因就是想要回收货运飞船也不难,只是需要投入更多的人力、物力、财力。因为货运飞船想要安全着陆,就必须进行专门的设计,要像载人飞船返回舱那样有防热处理,这样一来的话,货运飞船的制造成本就更高了。

而且由于需要牺牲一些重量去安装各种防热材料,所以载货能力会大幅度下降,影响货运飞船本身的运力。最重要的是,当飞船返回地球的时候,我们不仅需要出动大规模的搜寻队伍去找飞船,还要花时间、花钱去处理空间站内产生的各种废弃物。

美国货运龙飞船其实就是相当于将一艘载人飞船改成了货运版本,把载人飞船的重返地球技术用到了货运飞船上面。这就牺牲了货运飞船的一部分运力,所以搭载的物资就没有天舟货运飞船那么大。

总的来说,货运飞船能不能回收,对于中国、美国、俄罗斯来说,不是技术难题,3个国家都有能力解决。大家选择货运飞船是否回收,就看如何抉择了,选择安全着陆的话,就要牺牲一部分运力。