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从未发射升空的航天器:“赫尔墨斯”最具野心

2014.06.05 07:57:41
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欧洲航天局的“赫尔墨斯”飞船,是迄今为止设计任何类型的飞行器、用来把人类送入太空的航天局的一个最有野心的努力。尽管如此,它也被认为是飞船方面的一个“圣杯”,它可重复使用,因此能够定期把宇航员送入地球轨道,并把他们安全带回来。
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从未发射升空的航天器:“赫尔墨斯”最具野心

  新浪科技讯 北京时间5日消息,据国外媒体报道,1961年,搭乘名叫“沃斯托克1(Vostok 1)”号的球形飞行器的尤里-加加林几乎是被扔进太空,后又被重新拖拽回来的。几周后,美国人艾伦-谢泼德步他后尘,搭乘与之类似的原始飞行器“自由7”号飞船进入太空。在莱特兄弟的莱特飞行器、亨利-福特的T型车以及是“哈维兰彗星1”型客机之后,这些飞船是第一批用来开创交通新时代——太空旅行时代的交通工具。

  与其他交通领域的它们的同胞们一样,“沃斯托克1”号和“自由7”号飞行器激发了大量新设计和新发明,因为世界各地的工程师都在争先恐后想方设法满足这些用来探索恒星的新机器的一些需求,但是在少数取得成功的飞船之外,还有许多其他设计从未变成现实。

  美苏争霸太空

  在1957年10月太空时代刚刚拉开帷幕的时候,当苏联的“史普尼克1(Sputnik 1)”号卫星进入轨道时,美国空军(USAF)才开始认为它是类似于科幻小说的设计奇特的飞船的一种选择。他们的初始项目是波音X-20 Dyna-Soar(“动力倍增器”),这是一种可以重复使用的航天飞行器,它能容纳一名飞行员,可以用来发射升空,再返回地球。然而作为美国空军的一个项目,它与后来的美国宇航局项目并不一样,它并不是为平民探索设计的,它的设计初衷是作为一种军用武器,一种能够以洲际导弹的速度轰炸遥远目标的武器。

  虽然正如它的名字所暗示的那样,这种航天飞行器应该可以飞到太空,而且它甚至被认为可进入地球轨道飞行。在那些被秘密挑选出来,被认为可以驾驶该机的航天员中,成功的试飞员是后来的登月第一人尼尔-阿姆斯特朗。但是不久后,美国空军面临一些问题,它认为没有合适的火箭用来把Dyna-Soar送入轨道,而且它也没有一个明确的目标,因而,1963年12月10日,正如建设工作开始时那样,这个项目被取消。

  10多年后,相关研究证明,这一设想为后来研制航天飞机提供了很有价值的理论依据, Dyna-Soar还启发人们提出一些类似的大胆设计。其中一个就是苏联版的航天飞机,它几乎是美国最新的太空探索交通工具的翻版。从1976年开始研制的名叫“暴风雪 (Buran)”号的航天飞机,它的设计目的是提供与美国的航天飞机几乎完全一样的能力。

  它借助名叫“Energia”的一枚助推火箭发射升空,可以在轨操控,而且还可重复使用,不过用来发射它的助推器除外。在1993年苏联解体后这个项目被取消前,“暴风雪”号在1988年完成一次无人飞行。更可悲的是,2002年这艘仅飞行过一次的飞船因存放它的飞机棚倒塌被砸毁。

  美欧也在竞赛

  另一项从未完全实施的航天飞机尝试,是美国空军飞机上发射的出击式航天飞机(ALSV)。这种可重复使用的小型航天飞机与现在正在运行的X-37没有太多的不同,它可从世界任何一个地方的上空,从“母机”波音747上发射出去。一个小型推进器将会把它送入轨道,然后飞机上发射的出击式航天飞机将会在地球上的一个飞机场降落,但是这又是一个从未进入生产阶段的设计。

  并非只有美国和苏联对这种奇特的太空探索壮举感兴趣,1975年,法国国家航天研究中心(CNES)设计出名叫“赫尔墨斯(Hermes)”的航天飞机。

  该局与欧洲航天局的研发工作从1985年开始,这款航天飞机的设计目的是可以从一枚“阿丽亚娜5”号火箭上发射升空。它可携带3名机组成员,而且几乎整架航天飞机都能重复使用,只有尾部的一个小型资源舱除外,它会在重返地球大气层前自动脱落。然而到1992年,建造这种航天飞机,被证实存在问题,“赫尔墨斯”的设计很快就被丢进了垃圾箱。

  另一项志向远大的项目是罗克韦尔X-30,它是美国想要打造的一种可以进入轨道的单级火箭项目的组成部分,这种航天飞机的所有零部件都能重复使用。它最初起源于20世纪80年代的美国公司——洛克威尔国际公司,其主要目的是把两名机组成员送入太空,并进行科学实验。但是给X-30设定的更高目标是,作为定期客机,在2个小时内把乘客从华盛顿运送到日本东京,里根总统称其为“新东方快车”。这架航天飞机在抵达低地球轨道时,其速度将会加速到声速的25倍。然后向下坠落返回大气层,飞往自己的目标地。然而,由于主要技术问题和预算削减,这个项目最终在中途停了下来。

  日本也有航天梦

  最近的一个革命性飞船梦想是Kankoh-Maru,它是由日本火箭协会在2005年提出的一种概念。这种卵形飞行器设计的初衷是把几十人送入轨道,然后再把他们带回地球。如果它听起来有些荒谬可笑,这是因为它确实不切实际,该局意识到根本无法建造这样一艘飞船后,很快取消了这个项目。

  迄今为止,所有这些飞船显然都有很多类似之处,它们都是为了把宇航员送入地球轨道,进行长期或者短暂的太空探险活动。但是有一种设计在“阿波罗”时代被构思出来,被寄予厚望,当时多数人都认为美国的探月球计划只是深空探索的一个小小的跳板。

  核发动机的构想

  “火箭飞行器用核发动机” Nerva是“Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application”的首字母缩写,它本身并不是一艘飞船,而是一个承诺能把人类送到月球以外的火星上的发动机。它第一次被证实核热火箭发动机是切实可行的,这种发动机比“阿波罗”号等其他飞船采用的由煤油和液氧燃料提供动力的发动机更高级。

  “火箭飞行器用核发动机”与“土星V”号火箭被认为是有可能会在20世纪70年代进行载人月球任务最理想的组合。然而尼克松政府改变了这一切,由于“阿波罗”任务很难得到支持(稍后的3项任务:“阿波罗18”号、“阿波罗19”号和“阿波罗20” 号任务被取消),尼克松为了在地球轨道建设一个空间站——天空实验室(Skylab),以及最终打造一种可以减少太空探索成本的可重复使用的飞船,他取消了“阿波罗”任务,并在稍后取消了“土星V”号火箭计划。

  然而不幸的是,虽然大量试验均证明这种发动机可能会取得多大的成功,但是“火箭飞行器用核发动机”在1972年被迫结束。美国宇航局曾打算在1978年借助该发动机前往火星,并在1981年建设月球基地,但是随着这项计划被取消,所有这些设想均化为乌有。现在由于该局再一次为前往火星的梦想做准备,对革命性的“火箭飞行器用核发动机”进行的研究,将会促使这项任务有可能变成现实。

  即使是在那个时代,其他从未进行过飞行服务的飞船设计提醒着人们,我们即便还无法达到迄今为止希望看到的太空探索的崇高目标,但是我们已经不缺有望实现这些目标的工程师和科学家。(孝文)

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