多用途缩比返回舱
做成了的那一代材料指的应该就是5年前执行过飞行任务的多用途缩比返回舱 ， 因为它与新一代载人飞船试验船返回舱相比 ， 烧蚀特征有着显著的不同 。
5年前着陆东风着陆场的多用途缩比返回舱
?去年着陆东风着陆场的新飞船返回舱
新飞船返回舱应用的是“轻质碳基微烧蚀防热材料” ， 此种材料只需3至4毫米厚度即可抵御第二宇宙速度再入条件下的热流烧蚀 ， 而猎户座飞船返回舱的防热材料则需要1厘米以上 ， 由此可见两型飞船之间的代际差距 。
新飞船返回舱信标机开口 ， 感受一下微烧蚀涂层有多薄
猎户座飞船侧壁厚重的防热材料
返回舱再入大气层时 ， 其侧壁的防热策略与大底不同 ， 前者可以通过气动外形规避热流 。 侧壁倾角越大对侧壁防热材料性能要求越低 ， 侧壁倾角越小对防热材料性能要求越高 。
返回舱侧壁倾角的大小对防热材料性能要求不同
猎户座飞船由于对自身防热材料性能不够自信 ， 将返回舱侧壁倾角做得相当大 ， 如此一来进一步压缩了可居住容积 。 反观我们的新飞船 ， 侧壁倾角明显小于猎户座 ， 进一步利好可居住容积的扩大 。
肩负登月使命的两型飞船返回舱对比
除了防热材料 ， 降落伞重量也是影响返回舱可居住容积的重要因素 ， 由于返回舱再入重量的增大 ， 新飞船与猎户座飞船都选择了由三顶主伞组合的群伞减速方案 ， 然而我们早在嫦娥五号T1试验器任务中就在全球范围内率先揭示了“降落伞尺寸效应机理” ， 使得降落伞轻量化设计达到了国际领先水平 。
新飞船群伞+缓冲气囊着陆系统测试画面
如前文所述新一代载人飞船是两舱设计 ， 而作为两舱之一的返回舱也有细分的“两舱” ， 金属结构作为舱壁构成可居住的密封舱 ， 外层则是轻质碳基微烧蚀防热材料构成的防热层 ， 两层之间的空间就是非密封舱 。
密封舱内只需要装载环控生保、人机交互等支持航天员生命安全与飞船操控的设备 ， 其余设备则在非密封舱装载 ， 使得密封舱容积尽可能扩大 ， 同时避免了许多安全风险问题 。
新飞船返回舱的密封舱与非密封舱
影响新飞船返回舱可居住容积大小的因素到这里就没有了吗？非也 。 新飞船返回舱还应用了世界最大推力的HAN基单组元姿控动力系统 ， 此种动力具有高比冲性能优势 ， 可以进一步缩小贮箱体积 ， 而这对于扩大密封舱可居住容积而言又是一大利好 。
新飞船返回舱HAN基单组元姿控发动机喷口
5年前多用途飞船缩比返回舱顺利着陆东风着陆场 ， 此可视为新一代载人飞船研制的转折点 ， 次年新飞船研制工作全面启动 ， 至去年5月成功首飞 ， 前后仅用了不到4年时间 。
与之对比猎户座飞船从签订合同交付大笔研制资金至今已有十六年 ， 加上最新财年预算 ， 总耗资已达206.65亿美元 ， 迄今为止这款飞船仅执行过一次轨道飞行测试 ， 而这也是只有返回舱参与的不完整测试 。
反观我方新一代载人飞船在不到4年时间里即实现包括推进舱在内的较为完整构型的首飞测试 ， 飞船飞抵的远地点高度达到了7900公里 ， 比起猎户座飞船返回舱首次测试的5800公里高出2100公里 。
新一代载人飞船试验船在轨画面
试想一下 ， 如果我们也像他们一样按部就班地发展 ， 新一代载人飞船的问世还要延后十几年 ， 那样一来就永远不可能赶超 ， 正是因为我们抓住了这个时间差 ， 所以大量前沿技术产品才有了施展的舞台 。
要想抓住这个时间差就离不开完善且强大的工业体系 ， 对此新飞船项目负责人张柏楠也颇为感慨：像猎户座飞船起步很早 ， 包括马斯克的龙飞船实际起步很早 ， 它用的时间也很长 ， 我们作为这个项目起步是很晚的 ， 其实这一次飞船研制跟以前神舟飞船从体会来讲 ， 确实咱们国家制造能力是有大幅提高 ， 从图纸下厂到最后制造 ， 非常快而且非常精准 ， 就能够一次完成 ， 这技术水平应该都是国际先进或者国际领先的 。
新飞船返回舱大底钛框
比如返回舱大底结构钛框的制造 ， 传统工艺是采用锻造办法 ， 不仅耗时而且造价极高 ， 为了搭上长征5B遥一火箭首飞班车 ， 新飞船研制的时间节点压力可以说是相当大 ， 航天科技五院总体部研制团队不走寻常路 ， 直接尝试激光沉积3D打印技术制造 ， 此工艺不仅成本更低 ， 制造周期也更短 ， 同时有利于快速迭代 ， 还能更加精准的进行轻量化设计 。
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