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天宫二号亲,有您的快递,请收下!


号外号外

今天(20日)19时41分,搭载天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射。随后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。


这个身强力壮功能多的“天舟快递”,将与天宫二号空间实验室交会对接,通过高大上的“太空加油”技术,为其带去来自地球的“能量包裹”。



图自@央视新闻


今晚,大家的手机是不是都被一个“快递小哥哥”刷屏了!是的,它的名字就叫“天舟一号货运飞船”,是我国首艘货运飞船因为它“只运货、不送人”,就被形象地称为“快递小哥”。


厉害了,我的“快递小哥哥”!头条都是你的了!


这个“快递小哥”究竟何方神圣?它身怀哪些独门绝活,又将在这场首秀中迎来哪些大考?《经济日报》记者从海南文昌航天发射场第一时间发回了报道,刚出炉还热腾腾的哟~赶快一睹为快吧!



天宫二号亲,有您的快递,

请收下!



◆ 发货人:中国航天科技集团


 ◆ 收货人:天宫二号空间实验室


 ◆ 货物:各种太空实验设备和维持天宫二号运行的补给,重6吨


 ◆ “快递小哥”:天舟一号货运飞船


 ◆ “快递小哥”座驾:长征七号


 ◆ 发货时间:4月20日19时41分


天宫二号亲,记得收货后,给五星好评哦~


▲天舟一号对接动画。(神舟传媒制作)


看到这里是不是感觉不明觉厉?小编告诉你,“快递小哥”上天后,任务可不轻!它将在太空展开近半年的飞行任务,并与天宫二号进行3次交会对接,3次在轨补加。


给航天员送吃的、用的,给航天器送推进剂——天舟货运飞船的任务就是为了完成这两件事。未来,我国要建造长期有人照料的空间站,这就需要给航天员运送所需的生活、工作物资、空间站轨道控制正常运转所需的推进剂。天舟系列货运飞船就是面向我国空间站建造和运营物资运输补给任务而全新研制的航天器产品。



“快递一哥”的实力!不只是送货那么简单


六项首次,都是焦点!



首次执行货运飞船飞行试验任务的“快递小哥”


首次在轨实施飞行器间推进剂补加


首次以天基测控体制为主实施飞行控制


首次开展全自主快速交会对接试验


首次搭载多项空间应用与技术试(实)验载荷


首次实施主动离轨受控陨落



看点

01

新!空间站货运系统首秀


天舟一号飞行任务是我国空间站货物运输系统的首次飞行试验。


在我国载人航天工程中,有“神舟”和“天舟”两大系列飞船。大家所熟知的神舟系列飞船是载人飞船,已经11次飞上太空,而刚刚开启首秀的天舟飞船只管运货,是新入职的太空快递员。


大肚能容!载货杠杠的!


能装才是硬道理!“天舟一号由货物舱和推进舱组成,总长10.6米,舱体最大直径3.35米,整船最大装载状态下重量可达13.5吨。天舟一号的个头比天宫二号和神舟飞船都要大,是目前我国发射的体积最大、重量最重的航天器。”航天科技集团五院天舟一号副总设计师徐小平在接受记者采访时说。



与载人飞船神舟系列不同,天舟不需要具备上升段载人能力,也无需载人返回能力,只需要在轨期间具备接纳飞行员进舱取货的能力。这让天舟可以省去座椅、应急救生等许多与载人有关的系统,运送更多的货物。


作为太空快递的大力士,天舟一号的上行载货比、货物运输、推进剂补加等综合能力比肩甚至优于国际现役货运飞船。它可以将超过6吨的物资运上太空,接近天宫一号载荷能力的2倍,高于俄罗斯货运飞船进步号M型和美国的天鹅座飞船扩展型。


天舟一号还迈出了我国载人航天器型谱化设计的第一步。


我国航天界较早使用“型谱”概念的是运载火箭,然而,勇敢迈出载人航天器型谱化设计第一步的则是天舟一号。针对运输货物的不同类型和需求,天舟系列货运飞船设计了“全密封”、“半开放”、“全开放”三种型谱,按照模块化思路搭建平台型谱,推进舱模块公用,货物舱模块根据任务要求选择。模块化设计让飞船建造类似于搭“积木”,降低了研制成本,缩短了周期。作为首发货运飞船,“天舟一号”设计为全密封型谱状态。


新的不仅是飞船。这是我国空间站货物运输系统在文昌航天发射场的首次实用性亮相,“首秀”考验了各大相关系统的配合。



首次挑战“零窗口”发射!


“这是文昌航天发射场首次采用零窗口发射。”天舟一号飞行任务发射场区指挥部指挥长张学宇说。


那么,什么是“零窗口”发射?

据了解,发射窗口是指运载火箭携带着航天器发射升空比较合适的一个时间范围,有的以小时计算,有的以天计算,在此期间火箭都可以发射。由于此次任务中天舟一号货运飞船入轨以后要和天宫二号准确对接,对发射精度要求很高,发射窗口不是一个时间范围,而是一个确定的时间点,这就是航天人所说的“零窗口”,对火箭和发射场系统的可靠性提出了很高的要求。


本次天舟一号货运飞船发射任务,是长征七号的首次应用飞行。航天科技集团一院长征七号火箭副总设计师助理胡晓军说,为了这次任务的成功,本次飞行的长征七号遥2火箭较去年首飞的长征七号遥1火箭做出了75项改进,发射场的地面设施设备也有26项变化。


▲4月19日,长征七号火箭发射塔架,天舟一号飞船藏身其中。(佘惠敏摄


“首秀”的天舟一号还大胆采用了七大类国产新研核心元器件,首次大规模推动核心元器件自主可控。“作为飞行验证平台,天舟核心元器件全部国产化,其中多是第一次经受太空飞行考验,这会为将来建设空间站和载人飞船升级换代打好基础。”徐小平说。



看点

02

难!太空加油、二代对接


天舟一号起飞前已在地面经历了上千小时测试验证、上百次大型试验考核,而上天之后它还将迎来太空大考,突破几个国际公认的载人航天技术难题。



给天宫二号“太空加油”


太空加油就是天舟一号要点亮的新技能。


汽车需要加油,未来空间站长期在轨也需要“加油”。给航天器送推进剂也被称为“太空加油”,一个航天器的寿命长短与推进剂紧密相关,许多情况下,航天器都是因为推进剂消耗殆尽才结束使命,而并非是设备本身的损耗。



此前,掌握了在轨推进剂补加技术的国家只有俄罗斯和美国,其中实现在轨加注应用的只有俄罗斯。欧空局、加拿大、日本等也在积极探索,国际上在该领域的比拼从未停歇。10年前,俄罗斯曾提出可以提供技术合作,“补加技术中国人搞不出来,你们的飞船,必须配套我们的系统”。


中国的航天人却开始了自主研发。


近10年来,接下这个任务的中国航天科技集团公司六院801所研制团队从零开始攻坚克难,从补加方案论证、系统设计,到金属膜盒贮箱、压气机、浮动断接器等关键单机的研制,再到补加原理试验、系统试车、可靠性试验,战胜了一道又一道难题。



现在,这项技术即将迎来太空飞行的考验。天舟一号将与天宫二号实施我国首次推进剂在轨补加,并计划开展多次推进剂补加试验徐小平说:“这个技术很关键,将为我国空间站组装建造和长期运营扫清在能源供给问题上的最后障碍。”



“送货上门”:自主快速交会对接


与那些把盒子放在前台,客户还得出来取一趟的快递小哥相比,天舟一号通过“交会对接”实现“送货上门”,服务相当“到位”。



天舟一号将突破自主快速交会对接技术


6年前,中国航天器完成首次太空交会对接,本次对接有何不同呢?


“如果把神舟八号载人飞船对接机构称为第一代对接机构,那么天舟一号货运飞船对接机构可称为第二代产品,这次是第二代产品的首飞。”航天科技集团八院载人飞船系统、空间实验室系统副总设计师张崇峰介绍。


二代对接用时更短,效率大幅提高。此前,我国掌握的交会对接技术需要耗时两天左右,而天舟一号将开展自主快速交会对接试验,实现6.5小时内完成两个航天器之间的交会对接。


二代对接技术将实现“重量级”大吨位航天器的对接。过去神舟和天宫的交会对接,是两个8吨级航天器对接,属于“轻量级”。而新的对接机构,必须保证未来空间站建造阶段8吨~180吨航天器实现各种方式的对接,是“重量级”对接。


在此次任务中,天舟一号与天宫二号将实现3次交会对接,这在我国载人航天历史上还是第一次。连续三次对接对于对接机构的控制、空间环境寿命、重复对接性能提出了更高要求。



天基测控


天舟一号任务还是我国首次以天基测控为主实施飞行控制。


“以往,我们对航天器的跟踪、测控以及在轨异常的及时监测处置,主要依赖陆基测控站和海基测量船。”徐小平说,这一次,天舟一号任务的测控系统“搬”到了天上,将通过中继卫星实现对航天器在轨飞行的全程跟踪。与地基测控相比,天基测控范围宽、可以减少大量人力,还可以让天舟一号中各种载荷的实验数据实时下传,可谓好处多多。但“中继系统也是特别复杂的系统,技术上有很多挑战。”




看点

03

长!任务持续时间半年以上


重任在肩的天舟一号将在太空中驻留相当长的时间。


天舟一号入轨后,将与天宫二号进行自动交会对接,形成组合体,在轨飞行约2个月。之后,天舟一号撤离天宫二号,进入独立运行阶段,独立飞行时间不少于3个月。掐指一算,天舟一号将在轨飞行至少5个多月的时间,这可是目前我国载人航天任务中时间跨度最大的一次。



这么长的时间当然不能浪费。整个任务期间,除了3次推进剂补加、3次交会对接的重头戏外,天舟一号还将开展空间应用和航天技术等多领域的实验项目。


天舟一号在满足运输货物需求的同时,还最大限度地发挥了平台效能,随船搭载了几十台载荷设备,在轨开展十余项载荷试验,实现“一次飞行、多方受益”的目标


载人航天工程空间应用系统副总设计师李绪志介绍,空间应用系统在天舟一号上将开展微重力对细胞增殖和分化影响研究等4项科学实验研究及技术验证试验。“比如说,微重力对细胞影响的实验之一就将帮助我们寻找骨质流失的分子靶点,为开发治疗骨质疏松的药物提供依据。”


天舟一号任务虽然不载人,却也将为航天员系统提供相关实验数据。航天员系统副总设计师黄伟芬介绍,本次任务将搭载1套舱外航天服结构服,获取有关力学和温度数据,为舱外航天服改进提供设计依据;天舟一号上搭载的乘员生活物资按3人30天的需求量配置,主要为质量模拟件;还将进行天舟一号空气微生物和表面微生物采样检测,验证货船微生物控制方案,并为将来方案改进提供有效依据。


长时间的天舟一号任务完成之后呢?据悉,既定任务完成之后,天舟一号将视情开展拓展试验和应用。而在所有飞行任务结束后,天舟一号将经由地面飞控工作人员决策,完成我国航天器的首次主动离轨受控陨落,坠落于南太平洋指定区域。这将让天舟一号避免成为太空垃圾,为打造洁净、安全的太空环境作出贡献。


天舟一号不是普通的太空快递员,作为中国太空快递一哥,它肩负着我国未来空间站货运系统首次大考,是一个承前启后的关键角色


“此次任务是中国载人航天工程空间实验室阶段的最后一次发射,也是我们建造空间站之前的最后一次发射。”中国载人航天工程总设计师周建平说,“天舟一号任务成功后,空间实验室任务就完成了,我们可以开始建造空间站了。”



“小哥”不是傻大个,还做“烧脑”技术活!



说天舟一号是个快递员,你可别把人家当成一个身大力不亏的傻大个。


天舟一号是体力智力双高的复合型人才,它不仅担负着运快递的体力活,还担负着做“烧脑”实验的技术活呢!


想不想知道天舟一号飞行任务中开展哪些科学实验和技术试验?空间应用系统副总师李绪志介绍,空间应用系统在天舟一号货运飞船上主要开展微重力对细胞增殖和分化影响研究、两相系统实验平台的关键技术研究、非牛顿引力实验检验的关键技术验证、主动隔振关键技术验证等4项科学实验研究及技术验证试验。一起期待它的实验成果哟~



频添利器!中国航天,永无止境!


看完“快递小哥”的故事,有没有热血沸腾?真为我们伟大的航天事业骄傲!


4月24日,全国即将迎来第二个“中国航天日”。过去一年来,我国航天事业又迈上新台阶,航天家族频添新利器!


2016年航天成绩单


◆  2016年4月6日,我国首颗微重力科学实验卫星实践十号成功发射。


◆  2016年6月12日,第二十三颗北斗导航卫星的发射成功,北斗系统服务能力进一步增强。


◆  2016年6月25日,新一代中型运载火箭长征七号飞向太空。


◆  2016年8月10日,高分三号卫星成功发射,实现全天候、全天时全球陆海监测。


◆  2016年8月16日,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空,在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。


◆  2016年9月15日,天宫二号飞向太空。


◆  2016年11月3日,新一代大型运载火箭长征五号首飞成功。


◆  2016年11月 18 日,神舟十一号飞船返回舱成功着陆,天宫二号与神舟十一号载人飞行任务取得圆满成功。 


◆  2016年12月11日,新一代静止气象卫星风云四号成功发射,我国气象卫星进入世界前列。


▲长征五号运载火箭


长征七号运载火箭、天舟一号货运飞船已经奔向太空,将与天宫二号对接。但此后,长征五号还将迎来两次大考,第一次将承担把实践十八号试验卫星送上太空的任务;第二次将实施探月工程嫦娥五号发射任务,完成我国首次从月球采样返回的重大使命。此外,还将有空间科学卫星、新型遥感和通信卫星等多发任务实施发射……


2016年,中国航天事业用一个个振奋人心的新成就,掀起阵阵航天热潮。


2017年,中国航天迎来新使命、新挑战,我们在路上。


中国航天,永无止境!

 

编辑|郭恒

| 南鑫 夏敏

责任编辑|李林阳


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