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畅想解读末来“航天港”近百年内人类在行天领域会有什么发展 ...

2017-11-10 15:16| 发布者: 编辑| 查看: 43| 评论: 0|原作者: 宇宙小百科

摘要: 解读末来航天港我们希望能到空间站、月球或者火星上去旅游、观光、工作,并且希望我们到达这些令人神往的地方方便、快捷得就像乘火车、搭飞机一样。那个时候,现在的航天发射场就派不上多大的用场了。从军用发射场到 ...

解读末来航天港

我们希望能到空间站、月球或者火星上去旅游、观光、工作,并且希望我们到达这些令人神往的地方方便、快捷得就像乘火车、搭飞机一样。那个时候,现在的航天发射场就派不上多大的用场了。

从军用发射场到商用航天港

绝大部分早期的航天发射场都是由导弹发射和试验设施演变而来的。

畅想解读末来“航天港”近百年内人类在行天领域会有什么发展

1957年10月4日,前苏联军队从当时保密甚严的拜科努尔发射场发射了世界上第一颗人造卫星

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,这个一直隐姓埋名的导弹试验靶场便随之而名声大噪。从此以后,它开始肩负起前苏联航天发射的重任。

早期典型的军用发射场有前苏联的卡普斯丁亚尔靶场、拜科努尔发射场、普列谢茨克发射场、斯沃博德内发射场,美国的东部试验靶场(简称东靶场)、西部试验靶场(简称西靶场)、沃洛普斯飞行设施、白沙导弹靶场,中国的酒泉卫星发射中心、太原卫星发射中心、英国/澳大利亚的武麦拉靶场。这些发射场导弹试验和航天发射一般混合进行,沿用早期导弹发射试验的作业模式。

随着卫星发射数目的日益增加.20世纪60年代到90年代,一些国家掀起了建设发射场的浪潮,着手建设了一批更完善的发射工位和发射场,专门用来发射卫星、空间站、载人飞船及航天飞机等。

随着可重复使用运载器的研制计划的推动,在已有的航天发射场的基础上,20世纪90年代,美国提出了航天港概念。

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早在1997年洛克希德·马丁公司提出的“冒险星”计划,被NASA采纳。作为下一代航天飞机方案,“冒险星”计划于2010年前后实施。该计划在美国引起的“风波”刺激了美国各州航天港研究开发的热潮。美国空军也计划将航天发射操作从其试验靶场基础设施里分离出来组建航天港,让它像航空港一样成为一个独立的行业。

要想了解未来航天港的优势所在,那还得从现在的发射场说起。

发射场执行一次发射任务至少需要几星期的准备时间,这还没有考虑季节、天气和发射窗口等限制条件。以现在发射场每年执行几次发射任务的频率来算,想去空间站观光要支付高昂的费用不说,单是预定“飞船票”就得提前数年,再算上资格审查和“魔鬼训练”等环节所需要的时间,太空游还真不是件容易的事。难道人们所梦想的太空游就那么难实现吗?未来航天港能提供极大的便利。

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未来的航天港将像海港、航空港一样成为空间交通的重要枢纽,成为人员、货物运送的门户。它配备有标准化的设施和硬件接口,支持多种飞行器起降,并行、实时的飞行器和有效载荷处理流程可以缩短准备时间,大大降低飞行成本。

为了实现未来日常化的航天运输,现在的导弹试验靶场、航天发射场将进一步分化,一部分转化为航天港,并与航空运输的空中交通管制系统相整合。经过一代代发展,它们将最终成为未来意义上的航天港,支持往返于地球表面、地球轨道和行星星体之间等航天运输活动。随着科学技术的发展,现在在轨道上运行的空间站也可能成为轨道内的航天港,将来还会出现地球轨道外的航天港。

亦真亦幻的五代航天港远景

在科幻小说和科幻电影里,我们常常会看到各种星际航天器在航天港上空起落穿梭的情景。美国的科学工作者也在用智慧的头脑勾勒未来航天港的发展轮廓。

第一代航天港

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今天的航天发射场可以算作是第一代航天港。它以原有导弹测试发射设施为基础,只负责航天器的发射。

第二代航天港

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2005年~2010年,第二代航天港将实现从军事管理向民用管理的转型,具备全球空间交通管制功能,管理航天器从起飞到着陆的整个飞行阶段。支持航天器的发射、轨道运行、着陆操作、燃料加注以及有效载荷的调整和保养,同时还能保证航天器的安全、快速和高效。

第三代航天港

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2015年~ 2025年,美国的第三代商业航天港将全部实现民用管理,它与今天的飞机场类似,并形成完整的太空交通管制系统。

从体系结构上看,第三代航天港将由今天的国家空域系统和空中交通管制系统扩展成为全球综合系统。从操作上来看,将自动编排飞行计划,联邦航空局空中交通管制系统指挥中心针对飞行计划进行快速实时仿真处理,然后由自动化指挥控制系统发放通行许可,通过靶场和跟踪系统监督航天器的飞行过程。

第四代和第五代航天港

畅想解读末来“航天港”近百年内人类在行天领域会有什么发展

2030年~ 2040年,航天港将从地球延伸到地球轨道内,第四代航天港可实施地球轨道内结点间的运输,并将进行轨道交通管制,该交通管制系统将扩展到太空内平台、空间碎片和自然物体。它可安置在一个在轨空间站上,完全借助于天基设施来实现,不再依赖地球上的相关设施,而空间站就将成为太空航线中的综合航天港,可监控轨道内运行的所有物体。

畅想解读末来“航天港”近百年内人类在行天领域会有什么发展

2040年~2060年,第五代航天港将出现在月球或其他行星上,它主要服务于星际运输,但这需要建立地球轨道以外的通信和跟踪设施。


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