獵戶座載人飛船

基本介紹

• 中文名：獵戶座載人飛船
• 英文名：Orion
• 所屬國家：美國
• 主要製造商：洛克希德·馬丁公司
• 發射時間：2015年
• 發射載體：戰神一號，四號，五號運載火箭
• 目的星球：月球
• 主要任務：使人類往返於地球和月球之間，並為國際空間站提供補給。

簡介

“獵戶座”（Orion）飛船是NASA為星座計畫研發的新一代載人太空飛行器，旨在2020年將人類再次送往月球，接著征服火星等太陽系內目標。

“星座”計畫中的“獵戶座”飛船外觀看上去同阿波羅飛船一樣，但實際上前者比後者大的多。飛赴月球的“阿波羅”飛船攜帶3名太空人，“獵戶座”飛船則可以裝載6名太空人。

按照計畫，獵戶座飛船將會在甘迺迪航天中心的39號發射複合體進行發射。該發射複合體的39A發射台目前被用於發射太空梭，而39B則正在進行適應發射戰神火箭的改造。美國國家航空航天局將在2011年進行最後一次太空梭發射之後，用該飛船來執行載人航天任務。其首次任務被定於在2015年執行，之後將用於訪問國際空間站。如果商業軌道運輸服務出現問題無法使用，則該飛船將會替代執行國際空間站的後勤運輸任務。此後，獵戶座飛船將會作為載人月球及火星計畫中的一個關鍵裝備。

命名由來

“獵戶座”名稱源自一個誤會。NASA原本計畫將研製的載人飛船命名為“載人探索飛行器”（CEV），並打算於2006年8月31日公布。可惜在2006年8月22日之前，國際空間站上的美國航天員傑夫•威廉士在對地球無線電通話時無意中說溜了嘴，提到NASA為載人飛船選定最後名稱“獵戶座”，訊息很快傳播開來。為此NASA只得在2006年8月22日正式公布“獵戶座”這個名字。

特徵

獵戶座飛船的外貌與阿波羅飛船相似，但內部空間比阿波羅飛船大2.5倍，最多可容納6名太空人，融入了電腦、電子、維生系統、推進系統及熱防護系統等領域的諸多最新技術。同太空梭比，奧賴恩的使用成本更加低廉，安全係數也提高10倍，而且與太空梭一樣可以回收再用。

飛船並沒有機翼和尾翼，不再像太空梭那樣通過滑翔方式返回地球，而是像飛船那樣通過降落傘降落，因而不需要複雜的氣動外形和防熱系統，可提高返回時的安全性。

發射時飛船將與火箭串聯在一起，即飛行器在火箭的頂部，而不像太空梭那樣與火箭並聯，所以能遠離燃燒的發動機和墜落的碎片造成的危險，完全避開泡沫材料脫落的威脅。

設定有‘逃逸塔’系統，一旦在發射時出現故障，引發燃料爆炸，可迅速將飛行器分離出去，通過降落傘安全降落。這些措施可使航天飛行事故率從以往太空梭1/220降低為現在的1/2000，提升了安全係數。借鑑俄羅斯飛船的經驗，把人、貨分開運輸，這樣既安全又經濟。

設計及結構

結構組成

獵戶座飛船“載人及服務模組”（CSM）的結構包括兩個主要的部分：一個圓錐形的載人艙，以及一個圓柱形的服務艙。後者除了提供飛船的推進動力之外，還提供額外的供給。這兩者都是在1967年至1975年執行任務的阿波羅號飛船命令及服務模組的基礎上進行設計的，除此以外，還參考了太空梭計畫中所衍生出來的新型技術。探索系統任務部綜合辦主任尼爾·伍德沃德認為“使用現有技術和解決方案能降低風險”

載人模組

獵戶座飛船的載人模組計畫由洛克希德·馬丁公司建造，可以容納四至五名機組人員。與之對比，阿波羅飛船的載人模組只能接載三名人員，但太空梭則可載七名人員。雖然獵戶座飛船採用了與六十年代開發的阿波羅飛船相近的設計理念，其載人模組將會使用數項較為完善的技術，包括：

“玻璃駕駛艙”數位化控制系統衍生於波音787飛機中的駕駛艙；

類似俄羅斯進步號飛船和歐洲自動運載飛船的自動對接系統，該系統允許在緊急情況下由太空人全權控制。此前的其他美國飛船，如雙子座、阿波羅飛船，以及太空梭等，在進行對接時都需要手動操作；

改進過的廢棄物管理設備，包括一個微型野營式馬桶，以及一個在太空梭和國際空間站中已投入使用過的不分性別的“便溺管”。其中太空梭的“便溺管”系統是基於天空實驗室上的系統開發的，而國際空間站的系統則是基於聯盟號、禮炮和和平號國際空間站的同類系統。因此，在該飛船中將徹底取消遭人恨的“阿波羅袋子”。之所以稱為“阿波羅袋子”，是因為阿波羅飛船上的太空人必須使用這種“設備”。該“設備”其實就是一個開口處有粘性的塑膠袋，排便時需要將其貼上在屁股上，然後再進行排便；

一個氮氣/氧氣混合空氣環境，保持海平面的大氣壓（101.3kPa），或者稍低（55.2至70.3kPa）；

一個比之前任何載人飛船更加先進的計算機系統。

為了使獵戶座飛船能夠與國際空間站或者其它星際飛船對接，對接系統採用了新的低衝擊對接系統設計。該設計是太空梭上所使用的通用對接環的簡化版本，有趣的是太空梭上的這一系統其實是源自於1975年俄羅斯為阿波羅-聯盟測試計畫而設計的對接系統。飛船及對接接合器均設定了水星號和阿波羅號上所使用的發射逃逸系統，以及源自阿波羅飛船上的玻璃纖維推進器保護罩。升空過程中的前2%時間內出現問題，這些裝置將保證載人模組能安全逃逸。
獵戶座載人模組的形狀與阿波羅號指揮艙類似，是一個頂角為57.5°的圓台體。其投影直徑為5.02米，長度為3.3米，重8.5噸。它的總體積將會阿波羅號的2.5倍，內部空間容積約為5.9立方米，可承載4至6名太空人 。經過長期的研究，美國國家航空航天局決定選用低密度碳化燒蝕材料（Avcoat）作為重返大氣層時的熱盾材料。低密度碳化燒蝕材料是由玻璃纖維及酚醛樹脂構成的蜂窩結構，其中填充以石英纖維。該材料曾在阿波羅計畫中使用，並在太空梭早期飛行任務中用在了特定的部位。

研製歷史

2004年1月14日，時任美國總統的喬治·沃克·布希對外宣布了太空探索遠景計畫，其中包括了當時被稱為“載人探索飛行器”的獵戶座飛船。

美國國家航空航天局2005年9月19日公布，研究建議2014年開始進行獵戶座的載人飛行任務，並認同採用月球軌道集合的方法登入月球。

2006年9月，美國國家航空航天局選定洛克希德·馬丁為獵戶座的契約商，後者同時也是當前擎天神五號運載火箭外掛燃料箱的契約商。

獵戶座飛船登月任務的開發計畫在2010年太空梭退役後立即開始提速。其中的月球表面登入模組（登月艙）以及重型起飛推進器會同時並行開發，並且在2018年即進入可以執行任務的狀態，並最終於2020年在月球表面著陸。登入艙與阿波羅登月艙相比大很多，可以攜帶重量高達23噸的載籌抵達月球表面。