7月24日,俄罗斯联盟-U运载火箭从拜科努尔发射场发射升空,约5小时30分钟后,该火箭搭载的进步M-24M货运飞船与国际空间站对接,为驻守在那里的航天员送去了水、燃料、氧气、实物等2.3吨补给。两天后,进步M-24M货运飞船脱离国际空间站返回地球,坠入太平洋。此次用于送货的进步M-24M货运飞船究竟有何来头?本文将详细为您介绍。
开山鼻祖 引领货运飞船蓬勃发展
苏联时代研制的进步号货运飞船是人类投入使用的第一种货运飞船,它解决了空间站补给的问题,为建立和运行永久性空间站提供了可能。自1978年首飞以来,进步号系列飞船屡经改进,至今仍是俄罗斯的主力货运飞船。它的成功,也带动了其他货运飞船的出现,如欧洲的ATV飞船和日本的HTV飞船,美国商业公司也研制了龙和天鹅座等货运飞船。
进步号货运飞船以联盟号载人飞船为基础,它总长7.9米,最大直径2.7米,发射时总质量约7吨,上行运货能力2.3~2.5吨。虽然自主飞行寿命只有3天,但其和礼炮号空间站对接后可以持续飞行30天。
其实,进步号飞船的出现是一个必然。联盟号飞船虽然作为载人飞船设计相当成功,但并不适合货运任务。因此,为了满足正在进行的空间站项目对货物补给的需求,苏联开始研制一种专用的货运飞船。1973年,货运飞船开始研制,1974年2月,俄罗斯就确定了飞船的初步设计方案,后来将其命名为进步号。
量体裁衣 致力于为空间站送货
为满足货运任务的需求,最初的进步号飞船在设计上做了不少变动。相比联盟号飞船,其取消了服务舱的太阳能电池翼,将返回舱改进为推进剂储舱,并将轨道舱部分改成可存放加压货物的货舱。
在飞船外形方面,进步号飞船货舱头部的对接装置使用针锥式对接机构设计,增加了推进剂输送管道,可以向空间站自动输送推进剂。进步号飞船对接空间站后,推进剂补给系统先做气密检查,然后将推进剂输送给空间站,补给完毕后吹干输送导管。
当苏联研制更大的和平号空间站时,进步号飞船也不得不进行升级。1986年开始研制,1989年投入使用的进步M号飞船仍然沿用了三舱结构,增加了两个太阳能电池翼,同时还改进了交会对接系统,使用了不带逃逸塔的整流罩。进步M号飞船的自主飞行时间增加到30天,对接后在轨飞行能力延长到180天,最大上行货运能力为2.4吨左右。
殊途同归 有人无人皆可行
在进步号货运飞船的设计初期,设计师们在货运飞船有人还是无人控制上还有较大争议。当自动系统失效时,有人货运飞船上的航天员可以作为后备保证任务的完成。同时,有人货运飞船还可以携带研究资料、样本和用完的设备返回地球。但有人货运飞船需要一整套环境控制和生命维持系统,还要设计再入大气层的专用大型返回舱,外加逃逸塔等设备带来的运力损失,严重挤压了货物运载量。
总体说来,相比单纯的货运飞船,载人飞船主要是增加了生命维持系统和再入返回舱等保障航天员安全往返的部分,返回舱的飞行控制系统也要加装航天员操作控制的面板,以便在必要时由航天员手动控制飞船。
不过,货运飞船和载人飞船在设计上其实没有太明显的界限。欧洲的ATV飞船与美国龙飞船在设计上兼顾了很多载人飞船的特点,并试图在此基础上发展载人飞船。
正所谓,条条大路通罗马。无论是进步号从载人飞船发展到货运飞船的路线,还是龙飞船从货运飞船发展到载人飞船的路线,至少在目前看来,都是可行的。只不过载人飞船设计上的安全性和可靠性要求更高,因此,从载人飞船改进为货运飞船在研制时相对要轻松得多。



