应粉丝要求，解读一下中国的新一代载人飞船。这个新飞船不仅仅是外形更漂亮了，空间更大了，还有很多硬核新科技加持。包括全新的环保燃料、群伞技术、大载重气囊着陆缓冲技术、对接空间站和深空探测两用、载人和载货两用等等。我是东城观星，我们用几篇文章来分别讲讲中国新一代载人飞船的新技术。

一、抛弃剧毒燃料，将环保进行到底

1.火箭的剧毒燃料

我们都知道现在的火箭主要使用液氧煤油燃料、液氢液氧燃料、液氧甲烷燃料、偏二甲肼燃料和固体燃料。中国的长征五号、长征七号火箭使用液氧煤油燃料和液氢液氧燃料，美国的猎鹰火箭和韩国的世界号使用液氧煤油燃料，俄罗斯的火箭也以液氧煤油为主，欧洲的阿里安五号火箭和日本的主流火箭都使用液氧液氢燃料和固体燃料，印度的火箭使用偏二甲肼燃料、液氢液氧燃料和固体燃料。其中印度使用的偏二甲肼燃料是剧毒的，一旦被人接触，很容易造成严重伤害，即使不直接接触，也可能产生有毒的蒸汽对人产生毒害作用。

可能很多人都会因此而笑话印度，还在使用落后的毒燃料。印度做很多事情总是成为大家的笑料，甚至还有很多人替印度发明了牛尿牛粪做火箭燃料。其实中国载人航天的金牌火箭，长征2F使用的也是偏二甲肼燃料。不仅如此，神舟飞船、俄罗斯的联盟号飞船、国际空间站、中国的空间站以及多数卫星和其他很多飞船也都会用肼类剧毒的燃料。

2.飞船为啥早不用无毒燃料

按说液氧煤油和液氢液氧都是无毒无污染的燃料，火箭早就用上这些无毒燃料了，为什么飞船和空间站还要用剧毒燃料呢？飞船和空间站很少用液氧煤油和液氢液氧燃料，因为这两种燃料都有需要低温保存的液氧或液氢，这些物质不适合长期储存。火箭发射往往都是很短的时间就完成任务了，不会要求长时间携带燃料。这类燃料要想实现长期储存，对贮箱和管路的要求会比较高，成本上不太划算。空间站和飞船都需要长时间在天上飞，随时都需要用到发动机，如果燃料不可靠，就不太方便了。所以多数飞船和空间站都使用比较稳定、可以低压保存的肼类燃料。

上次我介绍中国空间站的时候，有人问空间站和载人飞船用这种毒燃料，能安全吗？实践证明，只要在加注的时候小心点，正常使用还是比较安全的，毕竟相关技术已经非常成熟了。但是，人类不可能满足于一直使用这类剧毒的燃料，肯定要不断努力探求安全环保的燃料。

3.飞船专用的无毒燃料中国飞船用上了

那有没有适用于飞船使用的环保燃料呢？有的，这次中国的新一代载人飞船就使用了硝酸羟胺燃料，也叫HAN燃料。这类燃料既有肼类燃料便宜、稳定、易存储的特点，又有无毒、无污染、高密度、低冰点的特性，比冲还比肼类燃料高。可以说是一种理想的飞船燃料，应该会成为未来的一种主流燃料。

这种燃料本身可以当燃料，也可以充当氧化剂，与合适的燃料混合可以更充分燃烧。氧化剂和还原剂可以混合在一起稳定存在，同时不需要低温高压保存，应用到卫星或飞船上优势还是很明显的。

一般来说，这种新型的燃料，即使粘到皮肤上，用毛巾擦掉就可以了，既不会腐蚀也不会中毒，还没有致癌性，燃料燃烧后也不产生有毒的气体，可以说是一种环境友好的燃料。它的密度比肼类燃料高，这样就可以在同样大的贮箱中装更多的燃料，再加上比冲高，可以让卫星或飞船在天上工作更长的时间。它的冰点比常用肼类燃料更低，可以在更低的温度下不会被冻住，使用起来更方便。

当然，说得这么好，为啥早不使用啊？其实以前之所以很少使用，主要原因就是这类燃料不太好点火，往往需要用催化剂才能正常点火，而催化剂很容易失效，从而影响发动机的寿命。中国的新一代载人飞船已经用上了这种新型燃料，说明相关技术已经比较成熟了。也说明中国的航天技术发展非常快。

4.国防用途也不小

顺便说一个军迷会比较感兴趣的话题。这种燃料还有一个很有价值的应用领域，那就是军用导弹领域。传统的导弹，要么是固定发射的液体燃料导弹，需要固定的发射井，还得临时灌注燃料，使用不方便。要么是不容易控制的固体燃料火箭，一旦发出去调整速度、改变轨道都比较困难。当然，液体燃料容易控制速度，可以关机再点火，发射出去后更加灵活机动，运载能力也更强；而固体燃料火箭可以长期备战，机动性能好，不容易被敌方锁定，各自都有优点。如果能综合液体燃料和固体燃料的好处，那就完美了。

我们刚说的HAN燃料，就可以制作成凝胶燃料，既可以像固体燃料那样储存移动方便，也可以像液体燃料那样自由调节发动机推力，必要的时候还可以熄火后再点火，机动灵活性大大提高了，比冲还明显优于常见固体燃料，运载能力更大。可以说是未来一个重要的研究方向。

关于燃料，就说这么多吧，相信大家也明白了，这个无毒燃料可不简单，是未来重要的发展方向。

二、新一代载人飞船使用新的回收方式

1.不一样的降落伞

表面上看，新一代载人飞船和神舟飞船一样，都是先通过空气阻力减速，然后通过降落伞减速，最后平安落地。但实际上新一代载人飞船的降落控制要复杂得多，可以说改进非常大。

首先降落伞就不一样。神舟飞船只有一个主降落伞工作，控制起来简单得多，就算降落伞出故障，还有一个备份降落伞以防万一。但是新一代载人飞船，使用的是三个主降落伞，而且是同时打开一起工作。稍有不慎，三个降落伞就有缠到一起的风险。而且主降落伞只有这三个，没有另外三个降落伞做备份。虽然节省了空间和重量，但如何保障安全，考验着设计人员的智慧。

新一代载人飞船的降落伞采用热备份的方式。先放出两个减速降落伞，这两个减速降落伞互为备份，哪怕其中一个有问题，另外一个也可以独立完成任务。减速降落伞完成任务分离以后拽出主降落伞，为了保障降落伞安全可靠地打开，主降落伞像减速降落伞一样，都不是一步打开的，而是有三级开伞程序，先有一级开伞，然后二级开伞，最后才是完全张开，这样可以最大程度避免相邻的两个伞相互缠绕。而且主降落伞也是采用热备份的冗余方式，三个主伞坏掉一个，另外两个也可以完成任务。

2.不一样的着陆方式

神舟飞船采用的是硬着陆的方式，最后落地的时候是有一定速度的。新一代载人飞船设计方向是可重复使用的，继续使用硬着陆就不合适了，必须用软着陆的方式，尽可能减少飞船着陆磕碰受损。所以，新一代载人飞船采用降落伞外加缓冲气囊的方式，保障飞船安全软着陆。工作流程上就增加了很多步骤。

比如需要增加一个抛防热大底的步骤，防热大底在刚进入大气层的时候是保护飞船的主要部件，它承受了最多的热量和摩擦烧蚀。但是降落伞打开，飞船速度降下来以后，防热大底就没有那么重要了，而且缓冲气囊还被盖在里面呢。必须在下降到一定高度以后把防热大底给抛掉，以便能让缓冲气囊充气释放出来，气囊得在适当的高度开始充气，并不是像汽车安全气囊那样瞬间充气。

缓冲气囊必须能够承受飞船强大的重量和巨大的冲击力，让飞船着陆后船体不会撞到地面。一旦飞船船体撞到地面，外壳变形了，就会增加飞船修复再使用的难度了。为了让飞船垂直降落，气囊受力均匀，还要让降落伞在快接近地面时，从一点悬挂改成两点垂挂，让飞船身体立起来。

设计的时候，还要考虑如果有风的情况下，怎样保障飞船平稳着陆不会摔倒。这些都是需要综合计算充分试验，才能达成的。

3.布局上的创新

降落伞的安装也不能完全照搬神舟飞船的方案，新一代飞船显然比神舟飞船大很多，为了充分利用好空间，减速降落伞和主降落伞装在了不同的地方。减速伞在飞船上部，主降落伞在下部，释放的时候是前后关联的，两者如何配合，需要提前考虑好。而且为了降低飞船的成本，飞船内部除了密封的乘员舱以外，还有一些部位是非密封的，很多设备安装在非密封仓里，降落伞和气囊也都安装在非密封舱里，设计上需要考虑这些部件承受不同压力环境的能力。这都需要在选材和安装上考虑更多的因素。

气囊也不是汽车用的安全气囊，虽然跟安全气囊一样需要非常科学地折叠安装，但其材料、结构都要复杂得多，可以说每一个设计都是巨大的进步。

提到安全，往往就要考虑关键部件冗余设置的问题。除了降落伞需要有冗余备份以外，还有很多设备都有安全备份。就连降落伞舱的舱盖都有两套火药，以防一套火药炸不开舱门，降落伞无法释放。

我们看起来很轻松的动作，航天设计人员往往经历千辛万苦才能设计出来，保证试验成功。我们见到的每一次成功的航天发射，都是他们辛苦的结晶，是他们完美的作品。让我们向他们致敬。

看了中国的新一代载人飞船，对比之前那个印度的飞船，大家感觉差距有多大呢？跟美国的载人龙飞船比，又如何呢？

我是东城观星，欢迎新老朋友持续关注，咱们下周继续说新一代载人飞船。