新一代载人飞船试飞：有什么改进、何时执行任务、单人票价多少？

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划重点

摄影万全

2020年5月5日18时00分，中国文昌航天发射场，长征五号B运载火箭点火升空，随后将重约22吨的新一代载人飞船试验船、柔性充气式货物返回舱试验舱等载荷的组合体送入预定轨道，首次飞行任务取得圆满成功，实现空间站阶段飞行任务首战告捷，拉开我国载人航天工程“第三步”任务序幕。

根据飞船研制单位中国空间技术研究院官方媒体报道，新一代载人飞船可以一船多用，既可以应用在近地轨道，支撑我国空间站建设，还能胜任载人登月等更遥远深空的探测重任，更具备着“运人+运货”的强大本领，这将有力拓展我国载人航天器的应用范围和能力结构。在执行近地轨道任务时可以一次运送6-7名航天员，堪称“太空巴士”。

新一代载人飞船的应用场景

建船为建站，建站为应用。新一代载人飞船的主要用途是中国自主天和空间站的天地往返，也标志着老一代神舟飞船即将完成历史使命。

按照官方说法:“我国新一代载人飞船将同时兼顾近地轨道任务和更远的深空探测。研制团队采用了全新的防热材料和防热结构，耐热能力相当于神舟飞船的3~4倍。在返回再入控制上，也会保证落点精度、保证过载o a不超过航天员的承受范围。”

这应当是相当长一段时间里新一代飞船的主要使命。可以预估，新一代飞船服役的时间要比前一代的神舟飞船更长。

上一代的神舟飞船从1992年开始研制，1999年投入使用，历经11次任务，到2016年执行了神舟11号任务，这是中国载人飞船最近的一次飞行，总共使用了17年。

作为对比，苏联/俄罗斯的联盟飞船，从1967年开始服役，几经改进已使用了50多年。不过这其中也有俄罗斯财力不足，无法尽快研制替代型号的原因。因此我们有理由相信，新一代飞船通过不断改进和完善也可能服役30-40年。

可以憧憬一下，到它退役的时候，人类已完全掌握了民航化的天地往返技术，月球基地也已经建成，甚至已经可能建立了火星长期居住基地。

和神舟系列有什么不同

外形对比：钟形改锥形

新一代飞船在外观上最大的改变就是把神舟飞船的钟型改成了锥形，但是从专业技术的领域来说，这两种外形还都属于钝头型。

已经投入使用的载人天地往返飞行器都是钝头型。只有加加林的东方号和美国的航天飞机例外。前者是球形，后者是有翼形。

钝头型飞船在气动控制上和热防护设计上都有很多的优点，这一点已经为三个载人航天国家多年的实践所证明。

新一代飞船之所以不再采用上一代神舟飞船的钟形，在很大程度上是为了提高飞船的升阻比，这样在返回的时候可以获得更大的升力，更好地控制落点精度。

另外锥形制造起来比较容易，特别是在铺设防热材料的时候比较简单。工艺越简单质量控制水平就越高，这对于一种打算重复使用的飞船来说是相当重要的。

图片来自中国载人航天工程办公室

结构对比：三舱变两舱

从目前已经公布的外形来看，新一代飞船采用了两舱式的结构，也就是返回舱和服务舱，神舟飞船上的轨道舱则不见了。这并不是为了省钱，而是三舱设计已经完成了自己的历史使命。

在载人航天工程启动之初，中国还没有空间站，因此需要在神舟飞船上设计一个很小的舱段来实施空间科学实验，在返回舱分离之后，这个轨道舱还要再飞行半年，继续实施一些周期比较长的科学实验。

现在中国有了自己的“天和”空间站，就不需要再用这种过渡性的解决方案，所以新神舟飞船也可以减去一舱。

载荷对比：三座变七座

按照空间站的运行规则，必须随时有一艘飞船对接在站上，作为驻站人员的“救生艇”。

也就是说，从应急救生的角度来说，新一代飞船投入使用后，中国空间站上可以保持最多七人同时驻站工作。

这对于科学研究活动来说意义重大，因为很多项目是需要有人直接照料和观测的，驻站人数越多，能同时开展的项目就越多。

另外，多一些航天员人对舱外活动的意义也更大。国际空间站为了执行设备安装工作，一般需要两人在外活动时。如果允许空间站里有6~7名航天员，那么在这两人出舱的时候，舱内可以保持四~五个人，有充足的人力一边保证空间站正常运行，一边准备支援和营救。假如只有三个人驻站，人手就会非常紧张。

着陆方式：改气囊着陆

新一代飞船的降落方式和神舟飞船有很大的相似之处，都是在进入大气层的时候通过气动减速，把速度降低到一定程度之后再展开降落伞，逐步向地面降落。

但是在触地的具体方式上，新一代飞船采取了完全不同的方式，它放弃了神舟飞船的反推发动机方案，改成了气囊着陆。

根据中国航天报的报道，有关技术早已进行了成功的实验。

气囊着陆和反推发动机着陆相比有着比较大的好处，首先它同样能够顺利完成飞船和地面接触的最后一棒。

另外由于取消了大推力的反推发动机，飞船上就可以携带数量更少的火药，只要把气囊充足就可以了，原理和汽车的安全气囊近似。这提高了运行的安全性。

一旦需要在水面上应急溅落，气囊还可以作为浮力体使用，不需要再为飞船设置专门的浮囊，这也简化了设计和工艺。

气囊着陆还能够给未来的外星着陆技术探索积累技术经验和产能，是一项具有前途的技术。

可用于载人登月

2018年，新神舟飞船总设计师张柏楠以全国人大代表身份接受记者采访时表示：“新一代飞船可以用于载人登月，也能承担近地轨道任务，载人载货能力都要大幅提高，还要能重复使用降低成本，且各项指标都瞄准了国际一流，因此它与现役神舟飞船相比变化非常大。

张柏楠介绍，“现役飞船从近地轨道返回时，速度为每秒7.9公里的第一宇宙速度，新一代飞船要具备从月球返回的能力，届时其速度能达到每秒11.2公里的第二宇宙速度。”

那么，新神舟会直接降落到月球表面吗？

从现有的设计来看，新神舟应该不直接承担落月的任务，而是采用和阿波罗类似的方案。

宇航员乘坐新神舟来到月球轨道上，然后乘坐专门的落月飞船下降。任务完成后回到月球轨道，再次进入新神舟飞船返回地球。

这其中的差别，就在于热防护系统。

月球上是没有大气的，因此，向月球下降的过程中就不会产生气动加热之类的问题，不需要给落月飞船设置厚重的热防护系统。

大家知道，质量越大的汽车，加速和制动越困难，宇宙飞船也一样。

如果用新一代飞船直接落月，就必须为热防护层的那部分质量提供喷气制动力，它从月面上起飞，同样需要更大的推力。这样，就需要设计推力更大的发动机，携带更多燃料。想把这样一艘飞船从地球发射到太空里，需要推力更大的火箭，会让整个工程的费用和进度失去控制。

因此，阿波罗计划的思路是合理的，也应当为其他国家的载人登月工程所借鉴。

重复使用：这是重大创新

根据官方报道，新神舟飞船是瞄准多次使用的目标而设计的，这在中国航天史上应该认为是一个重大的突破。

虽然中国航天也在研制长征8号这样的可重复使用火箭，但是第1个投入实际飞行的可重复使用航天器就是新一代飞船。

从技术发展的角度来讲，航天器最终都要走上频繁可重复使用的道路，就像民航飞机一样。

要想实现这样的场景，必须经过漫长的研发实验和验证，新一代飞船走出了第1步。

第1艘新一代飞船返回地面经过检查之后，就会得出它是不是能够再次飞行的结论了。1~2个月的检查周期，应该是比较合理的推测。哪怕是第1次返回之后，科研人员认为它不适合再执行第2次飞行任务，也并不是什么不可接受的事情，任何高技术型号在研发早期都要经过一次又一次的反复。

研发、实验超过10年

神舟飞船从1992年立项到1999年首飞，再到2003年第1次执行载人航天任务，分别经过了7年和11年。

我们可以做出一个合理的推测，新一代飞船的研制周期应该会略长一些。

这种推测的理由是神舟飞船在很大程度上参考了联盟飞船的设计，因此很多关键性的决策是比较容易做出的，新一代飞船是从零开始自己研制的，许多创新性探索性的技术和解决方案需要经过更长时间的实验和验证才能够确定下来。

按照高技术型号的研发规律，我们可以推测新一代飞船的设计是在神舟飞船飞行后期开始的，也就是接近2010年的某个节点。

用这样的时间节奏来推测，新一代飞船大约用了10多年的时间来研发和实验，然后进入飞行试验和载人飞行过程。

和美国，俄罗斯等航天强国相比，10多年的研发周期总体来说还是比较正常的。

美国的猎户座、载人龙和星际航线飞船之所以进度拉得比较长，很大程度上是因为指标定得更高一些，特别是猎户座飞船，不但要求能载6人，而且要能实现从地球到火星轨道的飞行，这样高的指标研发起来当然难度更大。

俄罗斯的新一代飞船“鹰”在指标上与中国新一代飞船更加接近，它原本计划在2023年首发，但众所周知，俄罗斯的财政情况相当不乐观，能够拿出来投入新型飞船研发的资金也非常有限，这拖累了俄罗斯航天工程部门的研发活动，比中国新一代飞船进度更慢也是情理之中的。目前，“鹰”的首次飞行已经推迟到了2025年。

这个周期合理推测，神舟飞船任务末期开始设计，研发周期合理，方案确定即对世界公开，重点试验公开，和美国的周期接近，跑在了俄罗斯前面。

预计2022年正式执行任务

神舟飞船从1999年开始飞行，经过4次无人飞行之后到2003年实现的第1次载人飞行。

之所以把周期拉得这么长，当时为了确保生命保障系统工作正常，确保宇航员的安全飞行。

事实证明这样的谨慎是完全必要和合理的，神舟飞船在后面的历次飞行当中都没有发生影响航天员健康和安全的问题。

我们相信新一代飞船的进度会更快一些，做出这种判断的理由是中国航天部门已经比较牢靠地掌握了载人航天的关键技术，特别是环境和生命保障系统的设计和制造工艺。

另外，在20多年的载人航天科研实践当中，有关部门也总结归纳出了更加有效的实验方法，可以在一次飞行中对比较多的分系统和项目进行考核验证，那么或许经过一两次无人飞行之后，新一代飞船就可以运载航天员前往天和空间站，这个场景预计应该发生在2022年。

如果天和空间站设定为长期有人值守，按照国际空间站的模式，新一代飞船应该保持每年发射两次的频率。

单人票价预计两亿人民币

按照中国载人航天工程办公室此前的新闻发布，神舟飞船飞行一次的费用大约是10亿人民币，那么单人票价就是3.3亿元。如果按照近期的人民币购买力平价汇率来计算，这个数字接近1亿美元，应该说还是有点贵的。

但是我们有足够的理由认为新一代飞船的票价要比这个数字低得多，这其中的理由是什么呢？

首先是前面提到的三舱变两舱的问题，神舟飞船的飞行费用中是包括了轨道舱的，那么如果采用新一代飞船和空间站的组合，在轨运行和实验这部分费用就不应该列入新一代飞船的票价里。

具体的票价多少，我们现在并不拥有充分的数据来加以讨论。但是作为对比，我们可以给出这样两个数字，马斯克的载人龙飞船天地往返票价定在5600万美元，波音公司的星际航线飞船天地往返票价定在9000万美元左右。

要知道，这两个票价当中都是包括了发射费用的。

根据中国航天的效率和效能，我们可以做出一个比较合理的推测，新一代飞船的票价和载人龙飞船应该基本相当，而且这两种飞船都是可重复使用的。

按照购买力评价汇率计算，新一代飞船的单人票价大概就是两亿人民币。

当然在型号研制和飞行初期，与技术上需要改进和完善的地方还比较多，票价会比较贵一些。随着新飞船的建造和频繁使用，当技术状态固定下来以后，研制费用就可以分摊到更多的飞船上，票价会逐步下降。最后会降低到比载人龙更低的水平，也是可以期待的。（作者：魏半城）