亞軌道飛行器，是指在高度上抵達(dá)空天過(guò)渡區(qū)頂層、但速度尚不足以完成繞地球軌道運(yùn)轉(zhuǎn)的飛行器，任務(wù)完成后可返回地球，能夠重復(fù)使用。
亞軌道飛行器飛行于距地面20至100公里的空域，處于現(xiàn)有飛機(jī)的最高飛行高度和衛(wèi)星的最低軌道高度之間。從外形上分為軸對(duì)稱(chēng)式和升力式，按照著陸方式可采用水平著陸和垂直著陸方式。亞軌道飛行器不僅能降低單位有效載荷的運(yùn)輸成本，還能縮短發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間，對(duì)實(shí)現(xiàn)航班化的天地往返運(yùn)輸有重要意義；此外，亞軌道飛行器在未來(lái)太空旅行可以作為一個(gè)重要的運(yùn)載工具。
2023年12月，美國(guó)藍(lán)色起源公司的“新謝潑德”亞軌道飛行器成功完成不載人試飛。
飛行特點(diǎn)
亞軌道一般是指距地面20至100公里的空域，處于現(xiàn)有飛機(jī)的最高飛行高度和衛(wèi)星的最低軌道高度之間，也被稱(chēng)為空天過(guò)渡區(qū)，大致包括大氣平流層區(qū)域、大氣中間層區(qū)域和部分電離層區(qū)域。雖然在亞軌道飛行仍然會(huì)受到地球引力的影響，但在一定時(shí)間內(nèi)（失去空氣阻力時(shí)）可以體驗(yàn)到失重的感覺(jué)。亞軌道飛行與軌道飛行的最大區(qū)別在于亞軌道飛行不能環(huán)繞地球一周。從速度上來(lái)說(shuō)，達(dá)不到環(huán)繞地球所必需的第一宇宙速度，所以飛行器在到達(dá)最高點(diǎn)（遠(yuǎn)地點(diǎn)）之后高度就會(huì)一直下降，并且在繞回發(fā)射點(diǎn)之前就會(huì)落地。
飛行器分類(lèi)
亞軌道飛行器從外形上分為軸對(duì)稱(chēng)式和升力式，按照著陸方式可采用水平著陸和垂直著陸方式。
軸對(duì)稱(chēng)式外形以運(yùn)載火箭外形為基礎(chǔ)，增加返回地面使用的支腿，垂直降落到地面，如“新謝潑德”飛行器；升力式外形以帶翼外形為主要特征，返回像飛機(jī)一樣在機(jī)場(chǎng)跑道上著陸，如美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）發(fā)布的試驗(yàn)性太空飛機(jī)（XS-1）和維珍銀河公司的“太空船二號(hào)”飛行器。
主要用途
亞軌道飛行器不僅能降低單位有效載荷的運(yùn)輸成本，還能縮短發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間，對(duì)實(shí)現(xiàn)航班化的天地往返運(yùn)輸有重要意義；此外，亞軌道飛行器在未來(lái)太空旅行可以作為一個(gè)重要的運(yùn)載工具，可以將亞軌道航天和航天旅游相結(jié)合。
典型型號(hào)
“新謝潑德”亞軌道飛行器
“新謝潑德”系統(tǒng)是美國(guó)藍(lán)源公司在2010年開(kāi)始研制，并于2015年完成研制的商業(yè)亞軌道載人飛行器，根據(jù)美國(guó)首位開(kāi)展亞軌道飛行并進(jìn)入太空的航天員艾倫·謝潑德（AlanShepard）命名；2021年7月，“新謝潑德”完成首次載人飛行。該飛行器通過(guò)短距/垂直起降機(jī)、垂直著陸（VTVL）方式發(fā)射和回收，采用冗余安全設(shè)計(jì)，能夠完全自主飛行，不需地面控制和人員駕駛。系統(tǒng)由火箭和乘員艙2部分組成，全長(zhǎng)18米，最大直徑3.8米，最多能夠搭載6名乘員，可將乘員、研究載荷等送至卡門(mén)線(xiàn)（100公里）以上，進(jìn)入太空環(huán)境。
2022年9月12日，“新謝潑德”飛行器進(jìn)行不載人太空試飛，火箭在發(fā)射后不久出現(xiàn)故障并墜毀，飛船成功啟動(dòng)逃生系統(tǒng)，返回地面。事故由火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴過(guò)熱引發(fā)，于是要求藍(lán)色起源公司停飛這一飛行器，重新設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴和燃燒室等。2023年12月，美國(guó)藍(lán)色起源公司的“新謝潑德”亞軌道飛行器成功完成不載人試飛。
太空船一號(hào)
ScaledComposites公司建造的“太空船一號(hào)(SpaceShipOne)”是目前唯一飛上亞軌道空間的私人航天器。“太空船一號(hào)”由名為“白色騎士”的母機(jī)掛載，爬升到15000米高空后脫離，啟動(dòng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，向上沖刺達(dá)到100公里高度，沿拋物線(xiàn)飛行4分鐘后開(kāi)始下降。
“太空船一號(hào)”的設(shè)計(jì)者是著名的航天器設(shè)計(jì)家伯特·魯坦。伯特·魯坦的公司致力于私人飛行器的商業(yè)飛行。“太空船一號(hào)”能夠承載3人，到達(dá)62.5英里外的高空。這架飛行器的材料為石墨和環(huán)氧樹(shù)脂，有一對(duì)短翼和一對(duì)垂直尾翼。“太空船一號(hào)”可被雙渦輪噴氣飛機(jī)帶到5萬(wàn)英尺高度，然后點(diǎn)燃自身的引擎。
維珍銀河“太空船2號(hào)”飛行器
維珍銀河的“太空船2號(hào)”整體設(shè)計(jì)以舒適性和實(shí)用性為核心要素。飛行器的內(nèi)部設(shè)計(jì)由英國(guó)設(shè)計(jì)公司Seymourpowell協(xié)助完成，座艙內(nèi)每一個(gè)座位都根據(jù)宇航員的身材量身定制，其斜倚座椅將由鋁和碳纖維制作，并針對(duì)重力管理和浮動(dòng)區(qū)容積進(jìn)行了特殊的調(diào)校。每一只的座椅背部都鑲嵌一塊顯示屏，同步顯示實(shí)時(shí)飛行參數(shù)及宇航員身體狀態(tài)參數(shù)。“太空船2號(hào)”共設(shè)置了16枚攝像頭，全方位捕捉宇航員狀態(tài)，并提供高清晰度的照片。而在艙尾位置則安裝了一塊大尺寸的鏡子，在視覺(jué)上擴(kuò)大了艙內(nèi)空間。2018年12月，“太空船2號(hào)”試飛成功。
相關(guān)事件
2023年12月20日，集火箭與飛船于一體的“新謝潑德”亞軌道飛行器從美國(guó)得克薩斯州西部一處發(fā)射場(chǎng)升空。飛到一定高度后，箭船分離，火箭先行返回，成功垂直降落在目標(biāo)著陸場(chǎng)。飛船自主飛行數(shù)分鐘，到達(dá)距地表約107千米的最高點(diǎn)，超過(guò)國(guó)際航空機(jī)構(gòu)定義的地球大氣層與太空的邊界“卡門(mén)線(xiàn)”、即距地表100千米高度。之后飛船開(kāi)始降落，在降落傘緩沖幫助下順利返回地面。整個(gè)任務(wù)用時(shí)10分13秒。
參考資料 >
亞軌道飛行器 可實(shí)現(xiàn)航班化天地往返運(yùn)輸.光明網(wǎng).2023-12-21
重大突破!中國(guó)亞軌道可重復(fù)使用運(yùn)載器首飛成功.僑報(bào)網(wǎng).2023-12-22
美國(guó)藍(lán)色起源公司成功試飛亞軌道飛行器.北京日?qǐng)?bào).2023-12-21
亞軌道飛行器 可實(shí)現(xiàn)航班化天地往返運(yùn)輸.人民網(wǎng).2023-12-21
藍(lán)源公司“新謝潑德”系統(tǒng)成功實(shí)施載人首飛.中國(guó)載人航天工程.2023-12-22
去過(guò)北極和南極的西湖女子 這次鐵了心要第一個(gè)游太空.新浪新聞.2023-12-22
美國(guó)試驗(yàn)亞軌道飛行器 9萬(wàn)米高空超音速飛行.新浪科技.2023-12-22
外媒揭秘維珍銀河“宇宙飛船2號(hào)”內(nèi)飾細(xì)節(jié).環(huán)球網(wǎng).2023-12-22
“太空船2號(hào)”飛至“太空邊界” 商業(yè)太空游“指月可待”.新華網(wǎng).2023-12-22