李國(guó)利++陳曦++王楠楠++梅常偉++曾濤++田兆運(yùn)++卜多門++涂超華

4月20日晚，中國(guó)海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)，搭載著天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)遙二運(yùn)載火箭點(diǎn)火升空，中國(guó)首單“太空快遞”正式發(fā)出。22日12時(shí)23分，天舟一號(hào)與天宮二號(hào)順利完成自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。

作為中國(guó)載人空間站工程的重要組成部分，首艘貨運(yùn)飛船天舟一號(hào)“只運(yùn)貨，不送人”，因此被形象地稱為“太空快遞員”，一亮相便成為了目前中國(guó)最受關(guān)注的“快遞小哥”。未來(lái)幾個(gè)月，天舟一號(hào)將在太空中獨(dú)自完成它的首單“太空快遞”任務(wù)。它為這次任務(wù)都作了哪些“入職培訓(xùn)”？攜帶了哪些“秘密武器”？將闖過(guò)多少道“關(guān)卡”才能順利完成首單任務(wù)？

大塊頭有“小心機(jī)”

作為中國(guó)太空快遞的明星，天舟一號(hào)首先在身材上、體力上就令人矚目。

不信？先看一組數(shù)據(jù)：身高10.6米，體寬3.35米，最大裝載狀態(tài)下重量達(dá)13.5噸，由貨物艙和推進(jìn)艙兩艙結(jié)構(gòu)組成，是我國(guó)目前為止體積最大、重量最重的航天器，運(yùn)送6噸多的貨物不在話下。

這次任務(wù)，天舟一號(hào)要為天宮二號(hào)帶去6噸左右的貨物和推進(jìn)劑，其中有大大小小100多個(gè)貨包。

在貨物艙里，按照3人30天需求量配置的真實(shí)生活物資或質(zhì)量模擬件、1套模擬艙外航天服、2個(gè)模擬氧瓶組件、2個(gè)模擬氮瓶組件、1個(gè)軟質(zhì)水箱、1個(gè)硬質(zhì)水箱等各種貨物，放在貨架上。

說(shuō)到貨物艙的設(shè)計(jì)，那咱們的“太空快遞員”天舟一號(hào)絕對(duì)是個(gè)“心機(jī)boy”。

貨物艙為圓柱形，艙壁周圍為格狀結(jié)構(gòu)的貨架，上面裝有天藍(lán)色把手，中間形成一個(gè)矩形過(guò)道。為了讓未來(lái)的“客戶”在艙內(nèi)活動(dòng)更安全、舒適，內(nèi)部的地板采用了深色硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，方便蹬踏，天花板為淺色。

“上淺下深顏色的布局，可以營(yíng)造出一種天地感，讓人不會(huì)眩暈?！碧熘垡惶?hào)貨運(yùn)飛船系統(tǒng)總體副主任設(shè)計(jì)師張健說(shuō)，在失重環(huán)境下，把手位置的設(shè)計(jì)要合理，必須裝在容易使力的地方，就連艙內(nèi)的儀表、計(jì)算機(jī)的每個(gè)旋鈕力也都要經(jīng)過(guò)測(cè)試，“包括到位的‘咔的那一下，都是嚴(yán)格要求的，讓人知道擰到什么位置到位?！?/p>

這還不算什么，天舟一號(hào)貨物艙還能在簡(jiǎn)單改造后“變身”為全密封、半密封、全開(kāi)放三種形態(tài)。

全密封主要用于運(yùn)輸航天員消耗品、密封艙內(nèi)設(shè)備與試驗(yàn)載荷；半密封除了可以運(yùn)輸密封艙內(nèi)貨物外，還可以滿足包括太陽(yáng)電池翼等艙外物資的運(yùn)輸需求；全開(kāi)放貨運(yùn)飛船主要用于大型艙外貨物的運(yùn)輸。

沖著天舟一號(hào)這股子為用戶著想的勁兒，不想打五星好評(píng)都難。

“秘密武器”

為了這一趟遠(yuǎn)差，“太空快遞員”天舟一號(hào)準(zhǔn)備了不少秘密武器。下面就給大家曬幾件：

第一件：“防曬霜”

太空中的日曬強(qiáng)度比地球上猛烈千百倍，在太陽(yáng)照射的情況下，天舟一號(hào)的表面會(huì)迅速升溫，為了幫助推進(jìn)艙中的設(shè)備“防暑降溫”，聰明的天舟一號(hào)在自己皮膚上涂了一層“防曬霜”。

這款太空版“防曬霜”是一種航天專用的白漆熱控涂層，具有優(yōu)良的散熱性能。

第二件：高科技貨包

由于運(yùn)送的貨物中有不少精密儀器和航天員用品，為了保證貨物能夠安全不受損地到達(dá)“客戶”手中，天舟一號(hào)精心準(zhǔn)備了一種高科技貨包來(lái)裝載貨物。

這種高科技貨包，采用系列化設(shè)計(jì)，根據(jù)貨物尺寸，可調(diào)節(jié)大小、形狀。其外觀呈乳黃色，采用新型抗菌防潮防霉布料，里面則使用一種新研制的防火防潮且抗震的泡沫或者氣囊來(lái)包裹貨物，可確保部分貨物在貨包中安全地存放一年。

第三件：保駕護(hù)航的利器

早在出發(fā)前，天舟一號(hào)就“聽(tīng)過(guò)”關(guān)于太空垃圾給國(guó)際同行帶來(lái)的困擾：“被小小一塊10克的太空垃圾迎面撞上，只刮花了漂亮帥氣的制服都算幸運(yùn)，好幾次甚至差點(diǎn)穿透制服被送進(jìn)醫(yī)院?！庇谑?，為了運(yùn)輸過(guò)程更安全，天舟一號(hào)決定隨身攜帶力學(xué)環(huán)境測(cè)量系統(tǒng)。

這套“高大上”的系統(tǒng)不僅可以在天舟一號(hào)全飛行時(shí)段對(duì)傳統(tǒng)的振動(dòng)、沖擊、噪音環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，還可以在第一時(shí)間感知到太空垃圾撞擊的位置和受損程度，甚至還能檢驗(yàn)飛船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、貨物裝載合理性，為在軌損傷修復(fù)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供幫助。

第四件：相對(duì)測(cè)量子系統(tǒng)

這套系統(tǒng)不僅可以確保天舟一號(hào)與天宮二號(hào)首次交會(huì)對(duì)接的自主可控，安全性大大提高，還因?yàn)樾略龅恼朊}沖輸出功能，為全船的相關(guān)設(shè)備都提供了高精度的時(shí)間基準(zhǔn)。

換個(gè)通俗的說(shuō)法，就是能夠讓天舟一號(hào)快速準(zhǔn)確地找到客戶位置，在客戶要求的時(shí)間內(nèi)將貨物送達(dá)。

此外，還有網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)、太空換熱衣、應(yīng)答機(jī)天線網(wǎng)絡(luò)等，為了這次任務(wù)“首秀”能夠順利完成，天舟一號(hào)可謂下足了“血本”。

任務(wù)全解讀

實(shí)際上，天舟一號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只是一個(gè)快遞員這么簡(jiǎn)單，其他任務(wù)也不少。

任務(wù)一：“太空加油”

就像汽車需要加油，未來(lái)空間站長(zhǎng)期在軌也需要“加油”。天舟一號(hào)這次就要進(jìn)行在軌推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)驗(yàn)證，為天宮二號(hào)在軌加注。

別小看這次的“太空加油”，其過(guò)程要比汽車加油復(fù)雜得多，分為29個(gè)步驟，每步都需要精細(xì)控制，整個(gè)“加油”過(guò)程要持續(xù)好幾天。在天舟一號(hào)之前，只有俄羅斯和美國(guó)掌握了這項(xiàng)技術(shù)，其中，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的只有俄羅斯。

一旦當(dāng)天舟一號(hào)“學(xué)會(huì)”這項(xiàng)技能，就將為我國(guó)空間站組裝建造和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)掃除在能源供給問(wèn)題上的最后障礙。

任務(wù)二：“太空芭蕾”

在第一次交會(huì)對(duì)接后，天舟一號(hào)將與天宮二號(hào)上演一場(chǎng)高難度的“太空芭蕾”——天宮二號(hào)轉(zhuǎn)體180度，天舟一號(hào)從天宮二號(hào)下方繞飛，同時(shí)轉(zhuǎn)體180度，加速趕到天宮二號(hào)前方，最終從“前”向與天宮二號(hào)進(jìn)行一次交會(huì)對(duì)接。

大家不要誤以為這是天舟一號(hào)的“耍酷”行為，其實(shí)，這項(xiàng)名為繞飛至前向交會(huì)對(duì)接的試驗(yàn)是為了確保未來(lái)航天器能從多個(gè)方向與空間站對(duì)接而進(jìn)行的演練。

任務(wù)三：“從綠皮火車到高鐵動(dòng)車的升級(jí)”

天舟一號(hào)將完成快速交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)，把之前需要2天左右的交會(huì)對(duì)接過(guò)程提速到6個(gè)小時(shí)左右，就像是從乘坐“綠皮火車”變?yōu)槌俗案哞F”。

這意味著可以縮短航天員在飛船狹小空間中滯留的時(shí)間，使載人太空飛行變得更加舒適、愜意，還可以讓無(wú)法經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)輸?shù)呢浧繁M快送達(dá)，同時(shí)，更大程度上保障未來(lái)空間站的安全，方便空間站突發(fā)事件的應(yīng)急處理。

任務(wù)四：“帶著天宮二號(hào)一起飛”

按照正常情況下的飛行模式，從地球遠(yuǎn)道而來(lái)的天舟一號(hào)與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接后，就可以好好休息一下，由“主飛行器”天宮二號(hào)負(fù)責(zé)對(duì)接后的飛行。

但是，這次天舟一號(hào)可不愿閑著，將開(kāi)展貨運(yùn)飛船控制組合體試驗(yàn)，接過(guò)組合體飛行的“控制權(quán)”，帶著天宮二號(hào)一起飛。

當(dāng)然這也是有原因的，在主飛行器短時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題的情況下，另一航天器就可以發(fā)揮作用，進(jìn)行“搶救”。

任務(wù)五：高大上的空間應(yīng)用及技術(shù)試驗(yàn)

雖然，天舟一號(hào)的主要功能是“運(yùn)貨”，但在滿足運(yùn)輸貨物需求的同時(shí)，天舟一號(hào)還可以最大限度地發(fā)揮平臺(tái)效能，隨船搭載了幾十臺(tái)載荷設(shè)備，將在軌開(kāi)展十余項(xiàng)載荷試驗(yàn)。

看到這里，小伙伴們一定想為天舟一號(hào)“一次飛行，多方受益”的精神點(diǎn)贊吧。

別急，還有最后一個(gè)任務(wù)呢。

為了避免自身成為太空垃圾，天舟一號(hào)將在完成飛行任務(wù)后，首次實(shí)施主動(dòng)離軌，落于南太平洋預(yù)定安全海域，為打造一個(gè)潔凈、安全的太空環(huán)境作出貢獻(xiàn)。