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猎户座飞船升级热保护系统更耐高温高速

发布时间:2020-02-19 06:15:34 阅读: 来源:硫酸钡厂家

据国外媒体报道,目前,美国宇航局工程师正在对猎户座飞船的热保护系统进行升级,以便飞船顺利完成下一任务。未来,猎户座飞船将在太空停留三周多,从近月或高环月轨道上返回地球时,将经历更高的飞行速度和环境温度。对于下一太空任务而言,猎户座飞船的新型隔热装置非常关键。

2014年,猎户座号飞船进行第一次飞行。目前,工程师正升级猎户座飞船的热保护系统,以便飞船在下一任务中经受住更为严酷的太空环境考验。美国宇航局称,猎户座飞船将在太空停留三周多,返回地球时将经历更高的飞行速度和环境温度。该热保护系统由两部分组成:一是主要组件隔热罩,该装置有助于飞船减速并在飞船返航时直面大气层;二是瓷瓦设计的后壳。这两部分共同运作,可保护飞船及其搭载的宇航员。在下一次任务中,猎户座飞船将会装配在太空发射系统火箭(EM-1)前端,由其送入轨道。美国宇航局猎户座热保护系统负责人约翰-科瓦尔指出:“猎户座的热保护系统对于未来任务的成功至关重要。我们在猎户座的研制和飞行过程中积累了丰富的经验,这些经验将有助于我们下一步研发太空发射系统火箭(EM-1)的热保护系统。”

猎户座飞船在从月球轨道返航时,速度将高达每秒36000英尺(约合每秒10973米)。在去年的飞行中,猎户座飞船的速度为每秒30000英尺(约合9144米),温度高达4000华氏度(约合2204摄氏度)。随着速度的激增,飞船经受的高温也将成指数级上升。为此,工程师正认真设计打造隔热装置,将乘务舱的后壳瓷瓦上涂上银色的金属基热控涂层,以便飞船从近月或高环月轨道上返回时确保安全。该涂层既可帮助猎户座在低温环境中减少热损耗,又可帮助飞船在面对太阳时控制高温。科瓦尔表示:“面对太阳的炙热时,你会希望飞船温度不要升得那么高;远离太阳陷入黑暗时,你又会希望飞船温度不要降得太低。”在热控涂层的帮助下,后壳可保持在-150(约合-101摄氏度)到550华氏度(约合288摄氏度)之间,并且在返航期间不会受表面电荷影响。

此次研发的隔热罩使用了180多个模块,而非单片外层。最近,猎户座飞船的主要承包商洛克希德-马丁公司已经完成单个隔热罩开发单元的制作,并将在飞船进行飞行前对该开发单元进行测试验证。此外,依据飞行中经受的压力差,工程师通过优化钛骨架和碳纤维皮肤的厚度,以大幅减轻隔热罩基础结构的质量。

猎户座飞船的太空任务不由勾起人们对美国宇航局阿波罗号飞船首次登月的回忆。从阿波罗号飞船最后一次任务,及到猎户座飞船进行太空飞行,科技的进步和发展已是今非昔比。猎户座飞船的外貌与阿波罗飞船相似,都是圆锥形结构,但内部空间比阿波罗飞船大,相比阿波罗号载人舱的3人接载量,猎户座飞船可容纳4名宇航员,搭载的设备装置也比阿波罗飞船多得多,融入了最新的电脑、电子、维生系统、推进系统及热防护系统等领域的诸多最新技术。未来,猎户座飞船将带宇航员到小行星或火星,并在太空中历时长达450天。与阿波罗号飞船的指挥舱类似,猎户座飞船配有一个服务舱,里面装有一个大型引擎,若干电池及一个储存间。此外,猎户座还搭载一对太阳阵列,以便其在太空中保持航天舱动力,这一技术在阿波罗号飞船中未有应用。为了改进猎户座飞船的隔热罩,美国宇航局还进行了一些严格测试。这个直径为16.5英尺(约合5米)的隔热罩,是美国宇航局迄今为止为太空飞船打造的最大隔热设备,其上覆盖有名为Avcoat的新型材料。此外,美国宇航局还改进了飞船的降落伞系统,以便猎户座飞船任务结束后在水中进行更为安全的着陆。

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