2023年5月10日21時22分，長征七號遙七運載火箭搭載天舟六號貨運飛船順利升空。飛行7個多小時后，天舟六號成功對接在空間站核心艙的后向?qū)涌?，還在中國空間站“出差”的神舟十五號乘組迎來了最新的“太空快遞”。這是今年中國載人航天的第一次發(fā)射任務，從天舟二號飛船開始，已經(jīng)有五艘天舟飛船完美地完成了為中國空間站送貨的任務。要成功把貨物送到太空，究竟有哪些特殊之處呢？

“太空快遞”里到底有什么？

天舟六號是中國空間站全面建成后對接的第一艘貨運飛船，總共送去了258個貨包。這些貨包里都有些什么呢？

航天科技集團五院貨運飛船系統(tǒng)總體主任設計師楊勝說：“第一類是航天員的生活物資，包括吃的、喝的、衛(wèi)生用品；第二類是空間站平臺的備品備件；第三類是空間科學和應用的一些實驗載荷、實驗設備；第四類是飛船推進劑。”

長途運貨，保證貨物安全和完整最重要。在天舟六號貨艙里，各類貨包不僅要分門別類擺放，做好防震防撞措施，而且根據(jù)不同的貨物特點，裝船時間也大不相同。航天科技集團五院天舟六號貨運飛船副總指揮李志輝對此解釋道：“第一個階段大概是進場，裝完90%以上的貨物；第二個階段發(fā)射前三周，裝完剩下10%左右的貨物，包括新鮮果蔬；最后一步就是裝跟時間和溫度緊密相關(guān)的，一個是監(jiān)測航天員身體健康的試劑，另一個就是細胞裝置。”

“因為細胞是非常嬌嫩的，它的存活需要適應的溫度和酸堿性環(huán)境。即使我們給它適應的溫度和營養(yǎng)液，它們的活性也會有所下降，所以我們希望能夠在盡量短的時間內(nèi)把它送到空間站去?！敝袊茖W院空間應用工程與技術(shù)中心研究員倉懷興說。

為了讓細胞在到達空間站時盡可能保持活性，還要剛好發(fā)育到設計的階段，飛船發(fā)射前一天，科學家才開始制備這些細胞；發(fā)射前6小時，載荷專家才將細胞從實驗室送往發(fā)射塔架；發(fā)射前5小時左右安裝完畢。此時，發(fā)射已經(jīng)進入最后的準備流程，艙門早已關(guān)上，最后上船的貨物只能由飛船總裝人員在幾十米的高空從貨船的側(cè)門裝進去。

如此悉心呵護的貨物，在飛船到達空間站后，也將是航天員首先處理的對象。航天員打開天舟六號艙門，完成必要的測試和流程后，第一時間就會把它們轉(zhuǎn)移到問天實驗艙的生物技術(shù)實驗柜里，開始科學研究。那么，這些“閃送”來的細胞究竟是做什么研究的呢？

空間應用系統(tǒng)副總指揮、中國科學院空間應用工程與技術(shù)中心副主任王強說：“我們這次干細胞研究項目，是圍繞著人類成為多星球物種這樣一個遠景目標規(guī)劃的項目。這次兩個項目主要是圍繞著胚胎干細胞分化為生殖細胞和造血細胞，給未來人類太空探索提供技術(shù)服務?！?/p>

專用“快遞箱”

2022年年底，中國空間站正式進入應用與發(fā)展階段，諸如此次的“太空閃送”需求在未來將會不斷增加。要把貨物安全完整地送到距離地面400千米左右的太空，天舟系列貨運飛船就是為中國空間站任務量身定制的專用貨船。

最大載重從6.9噸提高到7.4噸，密封艙空間從18.1立方米擴大到22.5立方米，天舟六號作為空間站進入運營階段后入軌的第一艘貨運飛船，在此前天舟飛船的基礎(chǔ)上不斷提升運貨能力。

楊勝說：“從天舟六號開始，我們做了一個改進，減少了推進劑貯箱的配置，把貨艙原來一個非密封后錐段改成密封段，把密封艙的空間擴大了20%以上?！?/p>

油箱變小，行李艙變大，這樣的改變是根據(jù)這兩年空間站的實際運營情況不斷調(diào)整的結(jié)果。在之前的任務中，空間站還要進行許多關(guān)鍵技術(shù)驗證，航天工程師也需要摸索空間站的能耗情況，每次上天，油箱都要多帶些油。運行兩年后，空間站對地面補給的需求發(fā)生了不小的變化。

“最開始規(guī)劃上行的時候要適當多一些余量，比如推進劑，天舟二號要相對多一些，前期水是占比較大的一種貨物。隨著整個空間站建成之后，航天員和空間站平臺的配件會相對固定一些，后續(xù)動態(tài)變化比較多的是實驗載荷，這塊占比逐漸增加?！睏顒俳榻B道。

不過，行李艙變大了并不意味著一定要裝滿貨物，此次送達空間站的貨物總共5.8噸，貨物之外的空間能讓航天員進出更加自如。而在未來，飛船設計師已經(jīng)開始考慮進一步為定制化需求提供保障，尤其為航天員提供更好的生活保障。

“后續(xù)計劃上行一個大的冰箱，供給航天員不僅吃到水果，還有一些冷凍食品，比如將來希望在天上可以吃煎牛排，牛肉就需要在地面冷凍上行，我們的能力后面會逐步提升，保障航天員更好地生活?！敝袊教炜萍技瘓F五院貨運飛船系統(tǒng)總體主管設計師王冉說道。

使命必達

從天舟六號開始，貨運飛船的發(fā)射頻率將有所降低，從之前每半年一次，減少到大約兩年三次。雖然送貨的次數(shù)會減少，但仍必須保證安全要求。往太空送貨，每一次發(fā)射都是風險最高的環(huán)節(jié)。

長征七號是為天舟系列飛船送貨上天量身定制的火箭。與發(fā)射空間站艙段的長征五號B運載火箭不同，長征七號是個“瘦高個兒”，雖然載重量沒有“胖五”那么大，但是入軌精度是我國現(xiàn)役火箭中最高的。

從首發(fā)開始，長征七號就一直從海南島升空。對航天發(fā)射來說，越接近赤道，就越能借助地球自轉(zhuǎn)帶來的力量發(fā)射更重的航天器。中國空間站開始建造后，除了神舟飛船，其他航天器都是從文昌出發(fā)去往空間站的。

西昌衛(wèi)星發(fā)射中心計劃部副部長李智斌介紹：“發(fā)射同樣的火箭，在文昌發(fā)射場可以提升運載火箭7%～15%的運力；第二個優(yōu)勢就是濱海發(fā)射落區(qū)安全性好；第三個優(yōu)勢是可以通過海運更加高效、便捷、安全地將這些部段運到文昌發(fā)射場進行組裝?！?/p>

然而，要從文昌送貨上天，火箭和飛船也會面臨以往在內(nèi)陸發(fā)射場完全不同的挑戰(zhàn)。

2023年5月7日上午，長征七號遙七運載火箭包裹著天舟六號飛船從總裝廠房垂直轉(zhuǎn)運到發(fā)射塔架后，下午，文昌就下起了雨。5月的海南已經(jīng)進入雨季，“高溫、高濕、高鹽霧”“強暴雨、強雷暴、強臺風”，海南島獨有的這“三高三強”氣象特征不論對火箭、飛船還是發(fā)射場的各類設施都很不友好。

為了減少火箭和飛船在室外的停留時間，各個系統(tǒng)協(xié)同努力，把發(fā)射前的測試發(fā)射流程從天舟一號的38天縮減到了天舟六號的25天，同時，也為可能的壞天氣做好了充分的準備。

盡管如此，為了保證任務成功，大家依然希望能在較好的氣象條件下發(fā)射。5月10日發(fā)射當天，每隔幾小時，發(fā)射場氣象站就會放飛一個探空氣球，力求精確預報發(fā)射窗口時間的地面和空中的天氣情況。

成功的發(fā)射將飛船完美送入軌道，而后續(xù)的測控為最后的交會對接提供最可靠的保障。在海南島上還有多個航天測控站，天舟六號一升空，它們便開始測控接力，不斷確認飛船的位置和狀況，確保天舟飛船按計劃飛行，直到順利交會對接。

向太空送貨，一克千金，這不僅是說發(fā)射的經(jīng)濟成本，更是背后無數(shù)航天人的努力和心血。兵馬未動，糧草先行。為空間站送貨只是起點，隨著中國人走向太空的腳步不斷向前，接下來，我們對月球、火星的探索會需要更多的貨物提前送達，到時候，中國的貨運飛船將會更加忙碌。

本次任務中，天舟六號貨運飛船攜帶了航天員的生活物資，裝載貨物200余件，運輸物資總重約5.8噸，同時搭載了多項載荷。那么，執(zhí)行本次任務的天舟六號貨運飛船具有哪些新特點？

“旗艦船”擁有3個“首發(fā)”桂冠

相較于空間站全面建造階段發(fā)射的天舟四號和天舟五號，天舟六號擁有3個“首發(fā)”桂冠：一是我國載人空間站應用與發(fā)展階段發(fā)射的首發(fā)航天器；二是我國改進型貨運飛船首發(fā)船；三是天舟六號到天舟十一號組批生產(chǎn)的首發(fā)貨運飛船。

貨物裝載能力突破7噸

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。天舟六號為改進型全密封貨運飛船，是世界上現(xiàn)役貨物運輸能力最大、在軌支持能力最全的貨運飛船。

為滿足密集發(fā)射的需求，中國航天科技集團五院在飛船研制過程中采用組批生產(chǎn)的方式，確保同一批次的貨運飛船在外形和功能上相似或相近。其中，天舟三號到天舟五號為同一批次生產(chǎn)研制，天舟六號到天舟十一號則是另外一批次生產(chǎn)研制。從天舟六號開始，技術(shù)團隊針對后續(xù)任務需求，對貨運飛船進行了系統(tǒng)升級，包括大幅度增強密封艙的貨物運輸能力等，以便給航天員提供可以支撐更長時間的物資。

研制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。天舟六號貨運飛船為改進型全密封4個貯箱狀態(tài)，以天舟五號為基礎(chǔ)，將原非密封的后錐段改為密封艙，擴大了密封艙裝載空間，提高了貨物上行能力；同時，取消一層貯箱，將原后錐段艙內(nèi)設備調(diào)整至推進艙——如此一來，貨物裝載能力提高至7.4噸，首次突破7噸，上行載貨比提高至0.53。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，使貨運飛船發(fā)射頻次由2年4發(fā)降低至2年3發(fā)，切實提高了空間站工程的綜合效益。

關(guān)鍵元器件100%國產(chǎn)化

針對載人空間站應用與發(fā)展階段貨運飛船的進口電子元器件國產(chǎn)化替代問題，中國航天科技集團五院貨運飛船系統(tǒng)研制團隊開展了大量卓有成效的工作：首先，遴選出性能指標相當且相對成熟可靠的國產(chǎn)元器件作為備選；其次，組織專家團隊逐項論證替代方案的可行性，制定周密的試驗驗證計劃；再次，針對每項更改的具體情況，采用整機、單板、相似鑒定等多種應用驗證方法，以及成功包絡線、“三比”等預測、比對方法，充分識別器件的性能差異，以最小代價獲取全面應用數(shù)據(jù)；最后，涉及的產(chǎn)品全部采用單板、單機、分系統(tǒng)、系統(tǒng)多級測試考核驗證，確保驗證無死角。正是通過上述綜合保證措施，才消除了大面積元器件國產(chǎn)化帶來的技術(shù)風險，實現(xiàn)了關(guān)鍵元器件100%國產(chǎn)化。

為降低天舟六號貨運平臺的研制成本，研制團隊還按照工程的總體要求和載人空間站應用與發(fā)展階段的實際任務需求，優(yōu)化平臺配置，不斷降本增效。