椰林含翠,山海問天啟新程。伴著震天動地的轟鳴,長征七號遙七運載火箭托舉天舟六號貨運飛船穿云破霧、直入云霄,中國空間站建成后的第一艘“貨船”正式起航。
兵馬未動,糧草先行。當前,載人航天工程已全面進入空間站應(yīng)用與發(fā)展新階段。此次發(fā)射的天舟六號貨運飛船,是我國空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的首發(fā)航天器,承擔(dān)著空間站物資保障、在軌支持和空間科學(xué)試驗的任務(wù),相較之前的天舟貨運飛船進行了系統(tǒng)升級,此次大幅度增強密封艙的貨物運輸能力,使得給航天員提供的物資能夠支撐更長的時間。
5月10日晚,中國文昌航天發(fā)射場,夜幕中的發(fā)射塔架格外明亮,在塔架“懷抱”中,長征七號火箭劍指蒼穹,天舟六號貨運飛船已經(jīng)進入發(fā)射倒計時。
“各號注意,30分鐘準備!”
20時52分,發(fā)射任務(wù)01指揮員王宇亮的口令響徹發(fā)射場。在燈光照射下,火箭上鮮艷的五星紅旗和湛藍的“中國航天”字樣分外醒目。
此次任務(wù)是空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的“揭幕戰(zhàn)”,也是改進型貨運飛船的首飛。在點火口令下達前,還有諸多關(guān)鍵緊張的工作甚至意想不到的挑戰(zhàn),文昌航天科技工作者們緊盯技術(shù)狀態(tài)變化、易錯難操作項目、“零窗口”發(fā)射等重難點環(huán)節(jié),確保任務(wù)萬無一失?!跋话l(fā)險情對發(fā)射的影響,是作為一名系統(tǒng)工程師的責(zé)任和使命?!备呒壒こ處煾仕寂f堅定地說。
“各號注意,15分鐘準備!”
21時07分,伴隨著倒計時口令,天舟六號距離發(fā)射時間越來越近,同樣越來越近的,是建設(shè)世界一流航天發(fā)射場的偉大夢想。
“各號注意,5分鐘準備!”
“各號注意,1分鐘準備!”
激動人心的時刻即將到來!指控大樓、測控點號、觀光平臺……人們屏住呼吸、心跳加速,一雙雙飽含深情的眼睛緊緊盯著即將騰飛的火箭,“夢想之舟”即將遨游蒼穹。
“5、4、3、2、1,點火!”21時22分,撼天動地的轟鳴響徹海天,長征七號火箭托舉著天舟六號騰空而起,尾焰照亮夜空,劃出一道絢麗的軌跡。
當慶賀成功的“大紅屏”再次亮起,文昌航天發(fā)射場指揮控制大廳內(nèi)響起了經(jīng)久不息的熱烈掌聲。觀景平臺、淇水灣畔、科普中心的人群沸騰了,大家揮舞著手中的國旗,目送天舟六號奔赴太空?!昂教靾髧?、航天強國是我們不變的初心使命”,站在“大紅屏”前,一線航天工作者紛紛表示,要一仗接著一仗打,仗仗都要打勝仗。
作為2023年我國載人航天工程任務(wù)的首次發(fā)射,也是我國空間站應(yīng)用與發(fā)展階段首次飛行任務(wù)。此次的“天舟快遞”有何升級?發(fā)射任務(wù)有哪些看點?
發(fā)射現(xiàn)場紅旗飄揚。
5月5日,天舟五號貨運飛船順利撤離空間站組合體,轉(zhuǎn)入獨立飛行階段。如今,中國空間站又迎來了新伙伴。
本次發(fā)射的天舟六號貨運飛船,承擔(dān)著空間站物資保障、在軌支持和空間科學(xué)實驗的任務(wù)。相較于空間站全面建造階段發(fā)射的天舟四號、天舟五號貨運飛船,天舟六號貨運飛船有著“不凡”的身份——我國載人空間站應(yīng)用與發(fā)展階段發(fā)射的首發(fā)航天器;我國改進型貨運飛船首發(fā)船;天舟六號到天舟十一號組批生產(chǎn)的首發(fā)貨運飛船。
作為空間站的地面后勤補給航天器,天舟貨運飛船采用型譜化方案,設(shè)計了滿足不同貨物運輸需求的全密封貨運飛船、半密封貨運飛船和全開放貨運飛船3種型譜。
截至目前,天舟一號至天舟六號貨運飛船均由航天科技集團五院抓總研制,其中天舟六號為改進型全密封貨運飛船,是世界現(xiàn)役貨物運輸能力最大、在軌支持能力最全的貨運飛船。
天舟六號運抵發(fā)射現(xiàn)場。圖片|中國載人航天工程網(wǎng)
天舟飛船模擬圖。
為了滿足密集發(fā)射需求,航天科技集團五院在天舟貨運飛船生產(chǎn)過程中實行組批生產(chǎn)方式,即天舟三號至天舟五號一批生產(chǎn)研制,天舟六號至天舟十一號一批生產(chǎn)研制,從而確保同一批次的外形、功能相似或相近。
從天舟六號開始,技術(shù)團隊針對后續(xù)任務(wù)需求,對貨運飛船進行了系統(tǒng)升級,如對貨物艙進行較大改進,大幅度增強密封艙的貨物運輸能力等,給航天員提供的物資可以支撐更長的時間。
天舟貨運飛船承擔(dān)了補給空間站推進劑消耗以及運送航天員生活物資的使命,對于空間站的后勤保障具有十分重要的作用。本次任務(wù)中,天舟六號貨運飛船裝載258件(套)貨物,運輸物資總重約5.8噸,包括6名航天員在軌駐留消耗品、約700千克補加推進劑和多項實(試)驗載荷。
中國航天員中心高級工程師、航天員系統(tǒng)副總指揮尹銳介紹,此次攜帶的航天員生活物資主要包括服裝、食品、飲用水等,其中新鮮水果重達71千克,約是天舟五號攜帶水果重量的兩倍,可滿足神舟十五號和神舟十六號乘組需求。
一艘貨運飛船,其“帶貨”實力——貨物裝載能力的強弱是其“硬核”評判標準。因此,如何有效提升貨物裝載能力成為天舟六號的研制重點。
進入空間站應(yīng)用與發(fā)展階段,航天科技集團五院貨運飛船系統(tǒng)團隊將全密封貨運飛船拓展為標準型8個貯箱和改進型4個貯箱兩種狀態(tài),根據(jù)空間站補加推進劑上行需求選用。
改進型全密封貨運飛船拓展了全密封貨運飛船型譜,提高了密封艙貨物裝載能力,可使貨運飛船發(fā)射頻次由2年4發(fā)降低至2年3發(fā),切實提高空間站工程綜合效益。
天舟六號貨運飛船為改進型全密封4個貯箱狀態(tài),以天舟五號貨運飛船為基線進行了改進,將原非密封的后錐段更改為密封艙,以擴大密封艙裝載空間,提高密封艙貨物上行能力。同時取消了一層貯箱,原后錐段艙內(nèi)設(shè)備調(diào)整至推進艙。
改進后,整船物資有效裝載容積擴大了20%,整船物資裝載能力提高至7.4噸,這是我國貨運飛船貨物裝載能力首次突破7噸。
六度攜手的長征七號運載火箭與天舟貨運飛船已是一對“老搭檔”。長征七號運載火箭成為“天地運輸走廊”的“貨運專列”,以每年1至2次的發(fā)射頻率為我國空間站正常運轉(zhuǎn)提供物資保障。
在取得連續(xù)成功的同時,長征七號運載火箭研制隊伍也在持續(xù)優(yōu)化火箭設(shè)計和發(fā)射場測發(fā)流程。
回首來路,長征七號運載火箭自第一發(fā)任務(wù)至今,發(fā)射場工作流程所需時間從38天壓縮至25天?;蛟S在常人看來,13天的時間不足為奇,但為了這13天,長征七號運載火箭型號隊伍走了近7年。
“在測發(fā)流程方面,本次任務(wù)優(yōu)化了地面測控軟件,并進行了單機、系統(tǒng)和全箭驗證,測發(fā)流程可靠性得到進一步提升。同時,經(jīng)過流程優(yōu)化,發(fā)射場測發(fā)時間從27天縮短至25天?!焙教炜萍技瘓F一院長征七號運載火箭總體主任設(shè)計師邵業(yè)濤說。
回首來路,長征七號運載火箭自第一發(fā)任務(wù)至今,發(fā)射場工作流程所需時間從38天壓縮至25天?;蛟S在常人看來,13天的時間不足為奇,但為了這13天,長征七號運載火箭型號隊伍走了近7年。
壓縮時間,絕不是對流程、步驟的簡單取消,而是在吃透技術(shù)的基礎(chǔ)上對流程的進一步優(yōu)化。航天科技集團一院長征七號運載火箭總體副主任設(shè)計師郭金剛介紹,以往團隊采用高精度水平測量儀來測量火箭的垂直度,之后團隊以廠房平臺等設(shè)施為參考,保證了火箭“站立”安全,簡化了發(fā)射場操作項目,也為火箭整體降本增效作出了貢獻。
航天科技集團一院長征七號運載火箭動力系統(tǒng)副主任設(shè)計師周宏介紹,研制隊伍對火箭發(fā)動機等產(chǎn)品進行了可靠性提升改進,進一步消除薄弱環(huán)節(jié)。
天舟六號船箭組合體垂直轉(zhuǎn)運。圖片|中國載人航天工程網(wǎng)
本次天舟六號貨運飛船除攜帶各項物資外,還搭載了多項載荷,用于開展科學(xué)實驗和驗證。
載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)副總師、中科院空間應(yīng)用中心研究員呂從民介紹,天舟六號貨運飛船與空間站完成快速交會對接后,將由航天員將相關(guān)產(chǎn)品轉(zhuǎn)運至空間站艙內(nèi),按飛行任務(wù)規(guī)劃陸續(xù)開展空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力流體物理與燃燒科學(xué)、空間材料科學(xué)、空間應(yīng)用新技術(shù)試驗等4個領(lǐng)域共29項科學(xué)實驗和應(yīng)用試驗。
“我們將在問天實驗艙生物技術(shù)實驗柜內(nèi),開展空間微重力環(huán)境對干細胞譜系分化的影響研究、干細胞3D生長及組織構(gòu)建研究、蛋白與核酸共起源及密碼子起源的分子進化研究、微重力環(huán)境對細胞間相互作用和細胞生長影響的生物力學(xué)研究等4項科學(xué)實驗?!眳螐拿裾f。
按計劃,還將利用夢天實驗艙艙外空間輻射生物學(xué)暴露實驗裝置,開展空間輻射損傷評估科學(xué)與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究、極端環(huán)境微生物對空間暴露環(huán)境的耐受性及其機制研究、空間暴露環(huán)境下生命分子的光化學(xué)行為研究。
呂從民介紹,在空間應(yīng)用新技術(shù)試驗領(lǐng)域,還將利用問天實驗艙元器件與組件艙外通用試驗裝置,開展大規(guī)模集成電路、新型半導(dǎo)體器件、光纖及光電子器件等元器件與部組件的空間環(huán)境效應(yīng)試驗,為新型元器件與組件的研發(fā)以及空間應(yīng)用與防護提供技術(shù)支撐。
◎ 來源|綜合新華社、光明日報