為什么航天器返回地球,最難的往往不是上天,而是落地?
歐洲空間局正在推進(jìn)一個(gè)醞釀多年的項(xiàng)目——"太空騎士"(Space Rider)。這款被設(shè)計(jì)為無人太空實(shí)驗(yàn)室的航天器,計(jì)劃在本十年末成為歐洲首艘可重復(fù)使用的軌道飛行器。它能攜帶實(shí)驗(yàn)樣本在近地軌道停留約兩個(gè)月,再完整返回地面。聽起來像是縮小版的航天飛機(jī),但技術(shù)路線完全不同。
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最近,這個(gè)項(xiàng)目接連突破兩大瓶頸。
首先是著陸。傳統(tǒng)航天器要么海上濺落,要么靠降落傘漂浮,落點(diǎn)誤差大、回收周期長(zhǎng)。"太空騎士"選擇了更激進(jìn)的路徑:無翼升力體構(gòu)型,配合可操控翼傘,直接降落在跑道上。這套系統(tǒng)與目前所有成熟航天器的著陸方式都不一樣——目標(biāo)很明確,讓著陸更可控,讓回收更高效。
為此,工程師們?cè)炝艘粋€(gè)廂式面包車大小的全尺寸空投測(cè)試模型,內(nèi)置完整的航空電子系統(tǒng)和制導(dǎo)導(dǎo)航軟件。翼傘展開后,它能自主控制降落軌跡,實(shí)時(shí)響應(yīng)風(fēng)力變化。今年晚些時(shí)候,歐空局將在意大利撒丁島開展多次直升機(jī)高空空投測(cè)試,全程追蹤降落過程。不過這次測(cè)試只覆蓋飛行末段,不模擬完整的軌道再入。
另一個(gè)難關(guān)是高溫。以約10倍音速?zèng)_入大氣層,飛行器底部要承受約1600攝氏度的極端環(huán)境。"太空騎士"的解決方案是21塊陶瓷防護(hù)瓦,材料由意大利航空航天研究中心與佩特羅陶瓷公司聯(lián)合研發(fā),代號(hào)ISiComp。為驗(yàn)證可靠性,團(tuán)隊(duì)用了全球規(guī)模最大的自建等離子風(fēng)洞,以高速氣流沖擊防護(hù)部件。
更嚴(yán)苛的是損傷測(cè)試。工程師刻意在材料上制造缺陷,模擬太空碎片和微流星體撞擊后的破損狀態(tài),再投入風(fēng)洞檢驗(yàn)。歐空局4月29日的聲明顯示,原型機(jī)各項(xiàng)測(cè)試全部達(dá)標(biāo)。
項(xiàng)目空間段負(fù)責(zé)人阿爾多·斯恰奇在聲明中說:"看到太空騎士再入艙逐步成型,我們倍感振奮。各研發(fā)團(tuán)隊(duì)已為這個(gè)項(xiàng)目耕耘多年。"
從零部件驗(yàn)證到任務(wù)模擬,歐洲距離首艘可重復(fù)使用軌道飛行器的目標(biāo)正在拉近。但真正的考驗(yàn)還在后面——完整的熱防護(hù)與精準(zhǔn)著陸,必須在同一次任務(wù)中同時(shí)過關(guān)。
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