未来航天器将融合航天飞机与飞船的优点,成为天地往返运输的主流发展方向。
目前,执行天地之间往返运输任务的航天器主要包括航天飞机和飞船。专家指出,下一代航天器将结合两者的优势,实现低投入、可重复利用、快速发射、大载人及货物能力,并具备长时间飞行的性能。
据中国载人航天飞船系统总指挥尚志介绍,世界各国正积极研发新一代航天器,虽然外观各异,但理念趋同:低成本、可重复使用、快速发射、至少六至七人及较大载货量、长时间飞行等。
航天飞机可运送7人和近30吨货物至近地轨道,能独立飞行约20天,并具备捕获和维修其他太空飞行器的能力。然而,航天飞机技术复杂、投资巨大、维修周期长,且随着飞行次数增加,可靠性下降。美国共研制5架航天飞机,每架研发费用高达20亿美元,每次飞行费用约5亿美元,且需大量检修。挑战者号和哥伦比亚号分别于1986年和2003年失事,剩余3架也故障频发。前苏联曾研制一架航天飞机,但因经费不足仅进行过无人飞行。
相比之下,飞船技术简单、成本低、风险小,适合长期停靠空间站作为救生艇。俄罗斯联盟系列飞船在美国航天飞机停飞期间承担国际空间站补给和人员轮换任务,发射准备期短,任务执行高效。但飞船仅能搭载3人及几百公斤货物,即使改装为货船也难以与航天飞机相比,无法保障大型空间站,也不具备捕获和回收其他飞行器的能力。
尚志介绍,俄罗斯正在推进“6人快船计划”,美国也在研发类似功能的航天器,力求将发射成本降至每千克2200美元(航天飞机为每千克两万美元),并计划于2012年左右取代航天飞机。
预计这种融合航天飞机与飞船优点的新型航天器,可能被称为“快船”,将在2015年左右问世。新材料和电子技术的突破是关键。目前我国科技人员也在关注该领域动态,但我国载人航天下一步重点在交会对接和空间站建设,尚未启动相关项目。未来,随着我国大型空间站建设推进,可能会发展类似航天器。