28年磨一剑,中国新一代载人飞船“梦舟”闪亮登场,走向未来。
6月17日,“梦舟”飞船在酒泉卫星发射中心完成零高度逃逸试验,这是继1998年“神舟”飞船后,我国再次进行此项关键逃逸验证,标志着中国载人探月系统取得重要进展。
不过“梦舟”飞船头顶一根醒目的逃逸塔,被个别网友质疑为古董设计:不是美国“阿波罗”飞船用过的吗?美国的载人“龙”飞船早就用会喷火的推进器代替了,取消了这根长长的塔,怎么我们还在用这种上世纪的思路?
“梦舟”落后了的声音,在社交平台扩散开来,甚至配上了载人“龙”飞船喷火逃逸试验的照片,形成了“美国先进VS中国守旧”的直观对比。但事情真有这么简单吗?
现实是,就在这场争议发酵的同时,“梦舟”飞船的零高度逃逸与最大动压逃逸试验,进入逃逸系统验证的关键阶段。在这个生死攸关的系统上,先进从来不是喷火好不好看,而是出事那一秒,谁能把航天员活着拉出去。
喷火很酷,一根塔却更稳——我们需要重新认识逃逸系统的技术真相。
美国当年的“阿波罗”载人登月任务,选择了逃逸塔
“拔萝卜”式保命
如果把这场争论从感官拉回工程现实,答案会反转得很快。
“梦舟”选择逃逸塔,不是因为走不出旧路,而是因为这种结构在最关键的瞬间,提供的是目前技术条件下最迅速、最直接的逃生方案。在火箭地面故障或飞行中段爆炸前的极短时间内,它像拔萝卜一样将飞船从火箭中拔出来,以最快速度飞离危险区。
这不是中国一家的选择。过去的“阿波罗”飞船用了逃逸塔,美国NASA最新一代“猎户座”飞船(Orion)同样继续采用了逃逸塔,并且设计推力高达40吨量级,逃逸塔高度接近5米。“猎户座”之所以没有学SpaceX喷火,也不是能力不足,而是因为NASA深知登月任务容不得一点不确定性。一次失败,就可能是一个时代的终止。
“梦舟”进行的“零高度逃逸试验”,是在火箭尚未起飞,甚至可能刚刚点火即发生故障的情况下,验证飞船能否在爆炸发生前的几秒内完成一整套紧急撤离动作。这是一种几乎贴地面的原地逃生——逃逸塔需要在极短时间内拉脱火箭、完成转向、打开降落伞、控制姿态并软着陆。哪怕主火箭已失控、燃料正在泄露,只要逃逸塔接收到引信信号,就能独立执行逃生任务。这对系统的响应速度、分离机构可靠性和最低限度冗余提出极高要求,任何耦合设计、任何指令链上的延迟,都会让整船无法逃出爆炸冲击波的杀伤范围。
“土星五号”搭载的“阿波罗”载人飞船,采用逃逸塔是稳妥之举
而在“最大动压逃逸试验”中,“梦舟”要面对的是另一种极限:高速穿越大气层、飞行中段推力最大、气动力最强的时刻。如果在这一阶段发生火箭结构失稳或动力系统故障,一旦此时失控,不是飞不出去的问题,而是飞着飞着就散架了。这时,逃逸系统面临的压力不光是反应够快,还要姿态够稳。
技术发展不是线性的,也不是竞赛型的。在载人航天这种以“失败=死亡”的任务体系里,优先级排在第一位的从来不是造型,也不是复用,而是分秒之间能不能救命。“梦舟”没有选择更酷的喷火,也没有为了未来感而拆解成熟系统,它只是选择了一个工程上最稳妥的逃逸方式——而它恰好长得像六十年前的那根塔。
事实上,“梦舟”比网友想象的更先进。以往的模式是“火箭负责逃逸,飞船负责救生”,而“梦舟”载人飞船系统承担逃逸抓总职能,全面负责逃逸与救生两项任务。
载人“龙”飞船的8台“超级龙”推进器喷火,视觉冲击力非常强