为什么航天器返回地球,最难的往往不是上天,而是落地?

欧洲空间局正在推进一个酝酿多年的项目——"太空骑士"(Space Rider)。这款被设计为无人太空实验室的航天器,计划在本十年末成为欧洲首艘可重复使用的轨道飞行器。它能携带实验样本在近地轨道停留约两个月,再完整返回地面。听起来像是缩小版的航天飞机,但技术路线完全不同。

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最近,这个项目接连突破两大瓶颈。

首先是着陆。传统航天器要么海上溅落,要么靠降落伞漂浮,落点误差大、回收周期长。"太空骑士"选择了更激进的路径:无翼升力体构型,配合可操控翼伞,直接降落在跑道上。这套系统与目前所有成熟航天器的着陆方式都不一样——目标很明确,让着陆更可控,让回收更高效。

为此,工程师们造了一个厢式面包车大小的全尺寸空投测试模型,内置完整的航空电子系统和制导导航软件。翼伞展开后,它能自主控制降落轨迹,实时响应风力变化。今年晚些时候,欧空局将在意大利撒丁岛开展多次直升机高空空投测试,全程追踪降落过程。不过这次测试只覆盖飞行末段,不模拟完整的轨道再入。

另一个难关是高温。以约10倍音速冲入大气层,飞行器底部要承受约1600摄氏度的极端环境。"太空骑士"的解决方案是21块陶瓷防护瓦,材料由意大利航空航天研究中心与佩特罗陶瓷公司联合研发,代号ISiComp。为验证可靠性,团队用了全球规模最大的自建等离子风洞,以高速气流冲击防护部件。

更严苛的是损伤测试。工程师刻意在材料上制造缺陷,模拟太空碎片和微流星体撞击后的破损状态,再投入风洞检验。欧空局4月29日的声明显示,原型机各项测试全部达标。

项目空间段负责人阿尔多·斯恰奇在声明中说:"看到太空骑士再入舱逐步成型,我们倍感振奋。各研发团队已为这个项目耕耘多年。"

从零部件验证到任务模拟,欧洲距离首艘可重复使用轨道飞行器的目标正在拉近。但真正的考验还在后面——完整的热防护与精准着陆,必须在同一次任务中同时过关。