佘惠敏

新

我國(guó)空間站貨運(yùn)系統(tǒng)首秀

天舟一號(hào)飛行任務(wù)是我國(guó)空間站貨物運(yùn)輸系統(tǒng)的首次飛行試驗(yàn)。在我國(guó)載人航天工程中，有“神舟”和“天舟”兩大系列飛船。大家所熟知的神舟系列飛船是載人飛船，已經(jīng)11次飛上太空，剛剛開(kāi)啟“首秀”的天舟飛船只管運(yùn)貨，是新入職的“太空快遞員”。

雖然剛?cè)肼?，但作為太空快遞的大力士，天舟一號(hào)的上行載貨比、貨物運(yùn)輸?shù)染C合能力比肩甚至優(yōu)于國(guó)際現(xiàn)役貨運(yùn)飛船。它能將超過(guò)6噸的物資運(yùn)上太空，接近天宮一號(hào)載荷能力的2倍，高于俄羅斯貨運(yùn)飛船進(jìn)步號(hào)M型和美國(guó)的天鵝座飛船擴(kuò)展型。

同時(shí)，天舟一號(hào)還邁出了我國(guó)載人航天器型譜化設(shè)計(jì)的第一步。針對(duì)運(yùn)輸貨物的不同類(lèi)型和需求，天舟系列貨運(yùn)飛船設(shè)計(jì)了“全密封”“半開(kāi)放”“全開(kāi)放”三種型譜，按照模塊化思路搭建平臺(tái)型譜，推進(jìn)艙模塊公用，貨物艙模塊根據(jù)任務(wù)要求選擇。作為首發(fā)貨運(yùn)飛船，天舟一號(hào)設(shè)計(jì)為全密封型譜狀態(tài)。

除此之外，天舟一號(hào)“首秀”還是文昌航天發(fā)射場(chǎng)首次采用●零窗口發(fā)射；它還大膽采用了七大類(lèi)國(guó)產(chǎn)新研核心元器件，首次大規(guī)模推動(dòng)了核心元器件自主可控。

難

太空加油、二代對(duì)接、天基測(cè)控

太空加油是天舟一號(hào)的新技能。汽車(chē)需要加油，未來(lái)空間站長(zhǎng)期在軌也需要“加油”。此前，掌握了在軌推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)的國(guó)家只有俄羅斯和美國(guó)。其中，實(shí)現(xiàn)在軌加注應(yīng)用的只有俄羅斯。歐空局、加拿大、日本等也在積極探索，國(guó)際上在該領(lǐng)域的比拼從未停歇。10年前，俄羅斯曾提出可以提供技術(shù)合作，“補(bǔ)加技術(shù)中國(guó)人搞不出來(lái)，你們的飛船，必須配套我們的系統(tǒng)”。中國(guó)的航天人卻開(kāi)始了自主研發(fā)。

接下這個(gè)任務(wù)的中國(guó)航天科技集團(tuán)公司六院801所研制團(tuán)隊(duì)從零開(kāi)始，闖過(guò)了一道又一道難關(guān)?，F(xiàn)在，這項(xiàng)技術(shù)即將迎來(lái)太空飛行的考驗(yàn)。天舟一號(hào)將與天宮二號(hào)實(shí)施我國(guó)首次推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加，并計(jì)劃開(kāi)展多次推進(jìn)劑補(bǔ)加試驗(yàn)。

天舟一號(hào)還將突破自主快速交會(huì)對(duì)接技術(shù)。“如果把神舟八號(hào)載人飛船對(duì)接機(jī)構(gòu)稱(chēng)為第一代對(duì)接機(jī)構(gòu)，那么天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船對(duì)接機(jī)構(gòu)可稱(chēng)為第二代產(chǎn)品，這次是第二代產(chǎn)品的首飛。”航天科技集團(tuán)八院載人飛船系統(tǒng)、空間實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師張崇峰介紹。

二代對(duì)接用時(shí)更短，效率大幅提高；同時(shí)，二代對(duì)接技術(shù)將實(shí)現(xiàn)“重量級(jí)”大噸位航天器對(duì)接。在此次任務(wù)中，天舟一號(hào)與天宮二號(hào)將實(shí)現(xiàn)3次交會(huì)對(duì)接，這在我國(guó)載人航天歷史上還是第一次。

天舟一號(hào)任務(wù)還是我國(guó)首次以天基測(cè)控為主實(shí)施飛行控制。“以往，我們對(duì)航天器的跟蹤、測(cè)控以及在軌異常的及時(shí)監(jiān)測(cè)處置，主要依賴(lài)陸基測(cè)控站和?；鶞y(cè)量船?！焙教炜萍技瘓F(tuán)五院天舟一號(hào)副總設(shè)計(jì)師徐小平說(shuō)，這一次，天舟一號(hào)任務(wù)的測(cè)控系統(tǒng)“搬”到了天上，將通過(guò)中繼衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)對(duì)航天器在軌飛行的全程跟蹤。與地基測(cè)控相比，天基測(cè)控范圍寬，可以減少大量人力，還可以讓天舟一號(hào)中各種載荷的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)下傳，可謂好處多多，但“中繼系統(tǒng)也是特別復(fù)雜的系統(tǒng)，技術(shù)上有很多挑戰(zhàn)”。

長(zhǎng)

任務(wù)持續(xù)時(shí)間半年以上

重任在肩的天舟一號(hào)將在太空中駐留相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。在入軌后，它將與天宮二號(hào)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，形成組合體，在軌飛行約2個(gè)月。之后，天舟一號(hào)撤離天宮二號(hào)，進(jìn)入獨(dú)立運(yùn)行階段，獨(dú)立飛行時(shí)間不少于3個(gè)月。掐指一算，天舟一號(hào)將在軌飛行至少5個(gè)多月的時(shí)間，這可是目前我國(guó)載人航天任務(wù)中，時(shí)間跨度最大的一次。

整個(gè)任務(wù)期間，除了3次推進(jìn)劑補(bǔ)加、3次交會(huì)對(duì)接的重頭戲外，天舟一號(hào)還將開(kāi)展空間應(yīng)用和航天技術(shù)等多領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

天舟一號(hào)在滿(mǎn)足運(yùn)輸貨物需求的同時(shí)，還最大限度發(fā)揮了平臺(tái)效能，隨船搭載了幾十臺(tái)載荷設(shè)備，在軌開(kāi)展十余項(xiàng)載荷試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)“一次飛行、多方受益”的目標(biāo)。

天舟一號(hào)任務(wù)雖然不載人，卻也將為航天員系統(tǒng)提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。航天員系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師黃偉芬介紹，本次任務(wù)將搭載1套艙外航天服的結(jié)構(gòu)服，獲取有關(guān)力學(xué)和溫度的數(shù)據(jù)，為艙外航天服改進(jìn)提供設(shè)計(jì)依據(jù)；天舟一號(hào)上搭載的乘員生活物資按3人30天的需求量配置，主要為質(zhì)量模擬件；還將開(kāi)展天舟一號(hào)空氣微生物和表面微生物采樣檢測(cè)，驗(yàn)證貨船微生物控制方案，并為將來(lái)方案改進(jìn)提供有效依據(jù)。

據(jù)悉，既定任務(wù)完成之后，天舟一號(hào)將視情開(kāi)展拓展試驗(yàn)和應(yīng)用。在所有飛行任務(wù)結(jié)束后，天舟一號(hào)將經(jīng)由地面飛控工作人員決策，完成我國(guó)航天器的首次主動(dòng)離軌受控隕落，墜落于南太平洋指定區(qū)域。這將讓天舟一號(hào)避免成為太空垃圾，為打造潔凈、安全的太空環(huán)境做出貢獻(xiàn)。

天舟一號(hào)不是普通的太空快遞員，作為中國(guó)太空“快遞一哥”，它肩負(fù)著我國(guó)未來(lái)空間站貨運(yùn)系統(tǒng)首次大考，是一個(gè)承前啟后的關(guān)鍵角色。

“此次任務(wù)是中國(guó)載人航天工程空間實(shí)驗(yàn)室階段的最后一次發(fā)射，也是我們建造空間站之前的最后一次發(fā)射?！敝袊?guó)載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平說(shuō)，“天舟一號(hào)任務(wù)成功后，空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)就完成了，我們可以開(kāi)始建造空間站了?！?