文选自/蝌蚪百科
2014年12月5日,美国国家航空航天局“猎户座”飞船在一波三折中升空了,它的成功发射得到了无数人的关注,这是为什么呢,它有啥来头?
来头大着呢,咱们这就来探秘一番。
猎户座飞船发展历程(图片来源:《知识就是力量》)
12月5日,猎户座航天飞船从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心成功发射升空
它是吃了菠菜的阿波罗
猎户座飞船和阿波罗飞船乘员舱对比
遥远的40多年前,人类第一次登月。1969年,阿姆斯特朗和其他两位航天员乘坐阿波罗飞船首次登上了月球。人类成功登月,阿波罗飞船可是立下了汗马功劳。阿波罗飞船性能强大,不过,横空出世的猎户座飞船,在性能上已经轻松完胜它了。猎户座飞船的内部空间比阿波罗飞船大2.5倍,最多可以容纳6名航天员,而阿波罗飞船最多只能容纳3名。
与阿波罗相比,猎户座飞船装备有太阳能电池板,这将大大减少使用燃料电池和普通电池。
猎户座飞船的太阳能面板酷毙了
先进的逃逸系统
出事故时,飞船的逃逸系统是航天员的最后一根救命稻草。猎户座飞船设有逃逸塔,又叫发射中止系统,加上其他安全措施,猎户座飞船比航天飞机的安全系数提高10倍。
猎户座飞船结构示意图
出事故后,猎户座飞船的逃逸系统可在几毫秒内激活,带着乘员舱快速离开火箭,整个过程就像拔萝卜一样,把乘员舱拔出来并高速逃离。
为了说明逃逸原理,我们可以来看看类似的阿波罗飞船逃逸系统启动时的情景。
熊熊火焰下,逃逸系统硬生生把乘员舱拔了出来,而顶部的小火苗,作用是为了转弯
猎户座发射中止系统逃逸过程 猎户座逃逸塔进行地面试验
运送中的猎户座发射中止系统
接替航天飞机的使命
普通的飞船只能使用一次,不能像飞机一样重复使用,飞船如此昂贵,只用一次这实在是太浪费。为了解决这个问题,美国发明了航天飞机,比如“发现号”、“奋进号”和“哥伦比亚号”航天飞机等。
航天飞机是一种有机翼、像飞机一样可重复使用的航天器,图为美国“发现号”航天飞机
虽然航天飞机在设计上很先进,但是它结构非常复杂,这让它不怎么安全。1986年,挑战者号航天飞机就在发射过程中爆炸,7名航天员不幸遇难;还有哥伦比亚号航天飞机,在2003年执行任务时,也发生了爆炸,7名航天员也不幸遇难。可见,航天飞机因为结构复杂,安全性不是太好,而猎户座飞船的安全性要高得多,它比航天飞机安全十倍!
滑稽的是,航天飞机设计成像飞机一样可重复使用,本意是节约大量成本,但是呢,这只是一个美好的愿望而已。航天飞机每次执行任务,花的钱比其他方式还要贵得多。为什么会这样呢?原来,航天飞机每次降落以后,为了下一次能安全飞行,居然要全部拆开,然后把所有零件进行检查和维护,这个过程耗费了大量的人力物力。
网上有人这样调侃NASA,说设计航天飞机的时候,NASA以为航天飞机是这样维护的:
但是结果呢,它是这样维护的:
瞧,你也看见了,航天飞机本来是为了减少麻烦,用最少的钱办最多的事,但事与愿违。所以,NASA用猎户座飞船全面代替航天飞机,可是经过深思熟虑的。
一船多用,本领强悍
“猎户座”是天空中最明亮的星座之一,人们非常熟悉它,因为它很容易辨认。NASA把新一代飞船取名叫“猎户座”,这是希望猎户座飞船日后也成为最亮的明星,为航天事业做出巨大的贡献。
猎户座飞船被设计成可以一船多用,它既能飞往月球,还能飞往小行星,甚至还能飞往火星。以上这些都是重量级的任务,诸如飞往国际空间站这样的小活就更不在话下了。
猎户座飞船与国际空间站对接想象图
猎户座飞船与国际空间站对接想象图
美国的航天飞机退役后,就没有别的飞船把航天员送到国际空间站了,怎么办?想来想去,他们只好选择跟俄罗斯合作,租用俄罗斯的“联盟号”飞船把航天员送到国际空间站。2013年至2014年的时候,用“联盟号”每送一个航天员到国际空间站,美国人要支付给俄罗斯5580万美元;但是到2014年至2015年的时候,俄罗斯涨价了,每送一个航天员往返飞行的价格是6270万美元。
面对俄罗斯的涨价,美国人也很无奈,谁叫租用俄罗斯“联盟号”飞船往返国际空间站是目前唯一的办法呢。这不,在2016年至2017年上半年新的合同中,俄罗斯也不客气,又涨价了,为此,美国人为往返国际空间站,每个航天员得支付7060万美元。
现在,问题总算解决了。因为猎户座飞船已经成功首飞,要不了多久,它就可以把往返空间站的重担接过来,这是猎户座飞船成功试飞为什么这么受关注的原因之一。
对于美国人来说,这真是一件大好事,地球人都知道,俄罗斯跟美国经常吵架,如果哪天吵得厉害了,说不定人家俄罗斯就不把“联盟号”租给美国了,还可以很牛气地说一句:“有本事你自己飞上去啊!”猎户座的成功首飞让美国人可以硬气地回一句:“我们很快就飞给你看!”
先进的计算能力
猎户座飞船是新一代飞船,各个方面当然都是最先进的。它携带的计算机,每秒钟能处理4.8亿条指令,计算能力是国际空间站的25倍,航天飞机的400倍,更是阿波罗飞船的4000倍。这次猎户座飞船首飞,一下子就飞到了距离地球5800千米高的地方,这个高度是国际空间站的15倍,而它返回大气层时,速度高达每小时32000千米。因为与大气摩擦,导致猎户座飞船的温度升到2200摄氏度,就算这样,猎户座飞船借助降落伞,最后还是安全降落了。
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