2021年国外载人航天发展综述(上)
发布日期: 2022-01-27
信息来源: 中国载人航天工程网
字号: [大] [中] [小] [打印]
2021年,国外载人航天领域继续保持快速发展。美国“载人龙”飞船实现世界首次载人飞船重复使用,“货运龙”飞船完成重复使用并创下飞船新的复用周转纪录;NASA努力将“国际空间站”延寿至2030年并促进商业空间站建设;放弃激进的登月时间表,继续推进“阿尔忒弥斯”计划的实施。俄罗斯成功发射科学号多功能实验舱和停泊号节点舱,完成“国际空间站”俄罗斯舱段扩建,大幅提升其在轨应用能力;继续推进“雄鹰”等新一代载人飞船研制,目标在2030年前后完成载人登月;欧洲、日本积极参与“国际空间站”项目,同时投入“阿尔忒弥斯”计划分系统研制工作;印度继续推进全自主载人飞船研制工作。除政府载人航天任务外,商业轨道和亚轨道旅游实现快速发展。
2021年,国外载人航天领域共开展16次发射任务,其中包括6次载人飞船发射任务、8次货运飞船发射任务、2次空间站舱段发射任务。美国“载人龙”飞船开展3次任务,“货运龙”飞船开展3次任务,“天鹅座”飞船开展2次货运任务;俄罗斯“联盟MS”飞船执行3次载人任务,“进步MS”飞船执行3次货运任务,“进步M-UM”执行1次空间站舱段运送任务,质子-M运载火箭执行1次空间站舱段发射任务。另外,太空船二号、“新谢泼德”系统在2021年执行亚轨道飞行任务5次。
近地轨道载人航天活动
1.载人飞船和货运飞船相继实现重复使用,近地轨道运输系统效能大幅提升
SpaceX公司于2021年4月23日利用猎鹰-9运载火箭成功发射“载人龙”飞船执行第二次商业乘员运输服务,实现世界首次载人飞船复用,以及首次复用火箭和复用飞船的组合发射。执行本次任务的“载人龙”飞船是执行过演示-2载人飞行试验任务的奋进号飞船。SpaceX公司对飞船进行了重要改进,包括对结构进行加强及增加逃逸系统推进剂的加注量,扩大着陆窗口并提升了飞船的发射中止性能。
SpaceX公司于8月29日首次复用升级的“货运龙”飞船完成第二阶段商业补给
服务(CRS)合同的第三次任务,复用代号为C208的“货运龙”飞船。该飞船曾在2020年12月首次执行“国际空间站”任务,在轨飞行近40天后于2021年1月14日安全从轨道返回地球。C208飞船在不到八个月后再次发射入轨,创下“龙”飞船新的周转时间纪录,凸显了该升级型飞船重复使用性的显著提高。


2.“国际空间站”俄罗斯舱段完成扩展工作,进一步提升空间站在轨能力
2021年7月21日,质子-M火箭成功将科学号多功能实验舱送入预定轨道。科学号作为“国际空间站”俄罗斯舱段部分最大舱段,包含应用、生保、推进、飞控、热控等多个分系统,相互配合支持其在轨稳定运行。实验舱共设有33个科学实验通用工位,计划在轨开展13类科学实验。11月24日,停泊号节点舱进入预定轨道,对接到科学号多功能实验舱天底点。
随着科学号多功能实验舱、停泊号节点舱的部署,“国际空间站”俄罗斯舱段的能力大幅提升。在任务能力方面,一是航天员支持能力增强,科学号多功能实验舱为俄罗斯航天员增设了第3个铺位、第2个卫生间;二是对接能力增强,为了支持“联盟”“进步”飞船对接,满足任务重叠期间的对接需求,进一步提升未来任务的灵活性。

3.各国高度重视保持近地轨道长期载人能力
“国际空间站”经历两次延寿,目前计划持续运营至2024年。美国国会、NASA等均有意支持“国际空间站”延寿,拜登政府也在2021年承诺将“国际空间站”运行延长至2030年。
此外,美俄均已着眼后“国际空间站”时代,开展提前研究和布局,确保近地轨道载人航天能力不出现断档。NASA在2021年3月通过“商业近地轨道目的地”(CLD)项目,于12月2日以航天法案协议方式,向蓝源公司、纳米架公司、诺斯罗普-格鲁门公司提供了总计4.156亿美元的资金,支持商业空间站的发展。与此同时,俄罗斯提出在“国际空间站”退役后,构建独立的俄罗斯轨道服务站(ROSS),除了开展近地轨道载人航天活动外,还能够支持载人月球和深空探测。

4.其他国家积极参与近地轨道载人航天活动
在近地轨道空间应用方面,欧洲共有11个国家参与“国际空间站”项目。2021年7月21日,欧洲机械臂(ERA)和DMS-R多功能计算机随科学号多功能实验舱成功发射。新机械臂全长11.3m,拥有7自由度,抓取精度5mm,可抓取最大质量为8000kg,成为首个能触达俄罗斯舱段部分的机械臂。
2021年,日本希望号实验舱成功向太空中部署了13颗立方体卫星,并完成了多项生物技术试验。8月29日,“货运龙”飞船将日产半自主半遥控机械臂GITAI S1送达“国际空间站”,该机械臂全长1m,拥有8自由度,用于帮助航天员执行日常任务。
2021年,印度继续推进全自主载人飞船“天空飞船”的研制工作,但由于疫情影响,飞船首次无人轨道飞行测试任务推迟到2022年6月。

(责任编辑:刘泽康)