什么是載人航天?載人航天是指人類在太空中從事各種探索、研究、實驗、生產(chǎn)和軍事應(yīng)用的往返飛行活動。其主要目的是突破地球大氣屏障,克服地球引力,把人類活動的范圍從陸地、海洋、大氣層擴大到太空,更廣泛、更深入地了解整個宇宙,充分利用航天和載人飛船的特殊環(huán)境,開展各種研究和試驗活動,開發(fā)極其豐富的空間資源。目前,只有美國、中國和俄羅斯以及私營企業(yè)SpaceX擁有獨立的載人航天能力。
早在1961年,宇航員尤里·加加林就在東方一號飛船上完成了世界上第一次載人航天飛行,實現(xiàn)了人類進入太空的愿望。如今,經(jīng)過近50年的發(fā)展,我國航天器取得了一系列重大突破。這里有8個代表性的載人航天的突破。
HyShot
早在2002年,一個由英國和澳大利亞研究人員組成的團隊測試了一種新的發(fā)動機,超燃沖壓發(fā)動機。發(fā)動機從周圍流動的空氣中獲取氧氣,而不是從車上的油箱中獲取氧氣,因此它更輕、更快,可以攜帶更多的燃油。
然而,為了投入運行,hyshot必須首先加速到4馬赫。它沒有風(fēng)扇來壓縮空氣,所以流經(jīng)車身的空氣必須保持高速,這樣發(fā)動機才能正常工作。希肖特的速度可達7.6馬赫,約為每小時9000公里。
航天飛機
航天飛機于1981年首次發(fā)射,此后一直是美國宇航局太空計劃的支柱。它利用彈道火箭的推力來擺脫地球引力,并利用有翼飛機在再入和著陸時的靈活性。
經(jīng)過幾次阿波羅任務(wù)和類似的任務(wù),美國宇航局已經(jīng)意識到,可重復(fù)使用的航天器可以節(jié)省大量成本。航天飛機就是按照這個想法設(shè)計的。然而,并非航天飛機的所有部件都可以重復(fù)使用。過高的外部油箱每次飛行都會掉進海里。只有航天飛機的機身返回地面。
太空船1號
這家宇宙飛船公司是由著名航天器設(shè)計師伯特·魯坦和英國億萬富翁理查德·布蘭森共同創(chuàng)立的。它主要為載人游客提供廉價的太空旅行,旅行工具是太空船1號。2004年9月,太空船1號打破了X-15保持的有翼飛機飛行高度紀錄。與航天飛機相比,1號飛船的機身相對較小,但成本較低。它在莫哈韋沙漠進行了多次試驗,海拔達到110公里。
太空船2號
太空船1號成功后,太空船公司開始研制太空船2號。2號飛船部分采用1號飛船的技術(shù)設(shè)計,采用固液混合火箭發(fā)動機,通過液體和固體推進劑將其送入太空。在亞軌道飛行中,預(yù)計時速將達到4000公里左右。
x—15火箭飛機
X-15火箭飛機是一種完全可重復(fù)使用的高超音速飛機,由北美航空工業(yè)公司生產(chǎn),1959年正式發(fā)射。1963年,X-15火箭飛機打破了108公里的飛行高度紀錄。它由B-52切割器攜帶升空,在13.7公里的高空發(fā)射,時速超過800公里。然后,火箭發(fā)動機提供飛行前80到120秒所需的推力,最后以每小時320公里的速度滑翔著陸。
美國航天港
隨著航天運輸、超音速燃燒沖壓發(fā)動機技術(shù)、小型快速可重復(fù)使用航天器等領(lǐng)域的不斷發(fā)展,商業(yè)太空旅行越來越接近普通人。美國航天港是世界上第一個專門用于航天發(fā)射的商業(yè)航天港。這條3000米長的跑道建于新墨西哥州的沙漠中,預(yù)計將于2010年夏末完工,而主航站樓將于2011年初投入使用。維珍銀河航空公司(virgingalacticairlines)老板、英國億萬富翁理查德布蘭森(richardbranson)計劃從2011年起,利用太空船2號將私人乘客從美國太空港送入地球軌道。
X—51A
X-51A仍處于測試和開發(fā)階段,但它正接近超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)的性能極限。X-51A被整合到波翼飛機的設(shè)計中。由于它能通過自身飛行帶來的沖擊波產(chǎn)生升力,從而提高了超音速時的升阻比。X-51A預(yù)計將在不久的將來進行首次飛行。
X—43A
為了推動超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展,美國宇航局研制了X-43A,2004年,X-43A從b-52b發(fā)射升空,創(chuàng)造了噴氣式飛機新的世界速度紀錄,馬赫數(shù)為9.6,即11000公里/小時,有翼飛機的飛行不再局限于亞軌道的夢想,但X-43A仍然不能重復(fù)使用,其性能也無法提高不可靠。