11月12日,长征七号遥六运载火箭在我国海南文昌航天发射场成功发射,将天舟五号货运飞船精准送入预定轨道。这是神舟十四号航天员乘组首次在太空迎接“天舟快递”,“天舟快递”也将定期送货,空间站天地货物运输开启常态化运营模式。
看点
“T”字构型中国空间站
(资料图片)
首迎地球“访客”
长征七号再送天舟飞船
自执行天舟一号货运飞船发射任务起,长征七号运载火箭与天舟货运飞船五度携手,火箭总体技术状态趋于稳定,测发周期也由最初的42天逐步缩减到27天。
航天科技集团一院长征七号运载火箭总体主任设计师邵业涛介绍,本发火箭进行了10项技术改进。研制团队重点通过并行或合并测试项目、优化使用维护条件、简化操作复杂的项目等,不断提高测试发射效率。
随着空间站转入长期在轨运营阶段,未来几年,长征七号运载火箭将保持每年2次左右的发射频率,为空间站天地物资运输提供保障。长征七号运载火箭近地轨道运载能力达14吨,搭载远征上面级,可实现太阳同步轨道9.5吨的运载能力,既可发射天舟货运飞船,也可发射其他卫星,将在中低轨卫星发射中发挥更大作用。
快速交会对接技术成功在轨验证
天舟五号货运飞船在火箭点火起飞后约2个小时,顺利与在轨运行的空间站组合体进行自主快速交会对接,这是空间站建造阶段最快速的交会对接,标志着我国快速交会对接技术成功在轨验证。
解永春表示,这种2小时的快速交会对接对于我国空间站的长期在轨运营有着非常现实的意义,可以极大提高我国的太空紧急救援能力,缩短运输时间,使运输特殊鲜活试验品成为可能。如果将该技术用于神舟载人飞船,将让航天员更快进入空间站。
首艘访问“T”字构型空间站的飞船
此次发射的天舟五号货运飞船是空间站“T”字构型组装完成后,首艘访问的飞船。
作为空间站建造的关键核心产品,对接机构是实现空间站各个舱段间在轨连接、组合运行的重要系统。自2011年对接机构首次成就“太空之吻”以来,至此已有21套对接机构在轨完成了25次完美亮相。
航天科技集团八院飞船型号对接机构负责人丁立超表示,每一次“太空之吻”都不是简单复制,随着空间站构型的不断改变,空间站组合体的体量也在不断变化。从“一”字构型到“L”构型再到“T”字构型,多构型带来的全新状态也是对接机构必须面临的考验。
“此次天舟五号的对接目标达到80吨量级,是空间站建造以来对接机构迎来的最大吨位。”丁立超说。
丁立超介绍,作为一款为空间站而生的产品,升级后的对接机构在设计阶段就充分考虑到如今空间站建造需要具备的8到180吨各种吨位、各种方式的对接能力。特别是天舟五号对接机构更是开展了数十次与80吨对接目标的捕获缓冲试验,验证了产品的可靠性。
回顾
从一到五
天舟货运飞船都带了什么“快递”
快递员:天舟一号
发射时间:2017年4月20日
“天舟一号”是我国首个货运飞船,2017年4月20日发射,进入预定轨道。
2017年4月27日,天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室成功完成首次推进剂在轨补加试验,这标志天舟一号飞行任务取得圆满成功。
天舟一号飞行任务是载人航天工程空间实验室飞行任务的收官之战。这一任务取得圆满成功标志着我国载人航天工程第二步胜利完成,也正式宣告中国航天迈进“空间站时代”。
快递员:天舟二号
发射时间:2021年5月29日
2021年5月29日晚,中国在海南文昌航天发射场用长征七号遥三运载火箭成功发射天舟二号货运飞船。
天舟二号是中国空间站关键技术验证阶段发射的首艘货运飞船,这是我国空间站货物运输系统的第一次应用性飞行。
天舟二号送去的“外卖”里有各种生活物资。我国的航天食品有不少传统中式菜品的身影,具有明显的中式特色。食物不仅有主副之分,讲究荤素搭配,更有独特的风味,甚至人人皆知的鱼香肉丝、宫保鸡丁等都出现在航天员的美食列表里。
除了生活物资以外,天舟二号还带去了推进剂。在对接期间,天舟二号将为核心舱进行燃料加注与姿态控制。值得一提的是,天和核心舱推进系统实现了完全自主补加,不再需要地面指令干预或是航天员的辅助。此外,天舟二号还带去实验设备、实验资料等物资。
快递员:天舟三号
发射时间:2021年9月20日
天舟三号货运飞船将执行我国空间站关键技术验证及建造阶段的第五次飞行任务。天舟三号货运飞船装载了航天员生活物资、舱外航天服及出舱消耗品、空间站平台物资、部分载荷和推进剂等。
据了解,相比天舟二号,此次天舟三号更多地携带了一些空间应用实验设备,包括航天医学实验、航天技术实验、搭载实验等相关设备;以及一些来自地球的种子,包括一些树、蔬菜、大豆等种子,用来进行太空育种实验。
天舟三号货运飞船总师助理方方介绍,天舟三号货运飞船运载的货物有针对女性的服装类,还有卫生用品,包括化妆品,都是给女航天员特地准备的。
快递员:天舟四号
发射时间:2022年5月10日
天舟四号货运飞船是我国空间站建造阶段的首发航天器,于2022年5月10日成功发射。
天舟四号的作用是为空间站运输物资、补给燃料、下行废弃物,具备并网供电、应急通信等能力,确保空间站组合体在轨平稳运行。
天舟四号货运飞船上行物资总重约6吨,为神舟十四号乘组在轨半年驻留、空间站组装建造、开展材料科学、航天医学试验等空间站应用领域提供物资保障。
值得注意的是,天舟四号有更为人性化的设计——根据航天员乘组的在轨使用意见,为了查找货物更加方便和直观,天舟四号通过标签和提手的色彩设计,增加了货包色彩标识;为方便航天员在轨操作,天舟四号开始为适配板和对应货架增设搭扣带,实现便捷防漂;为便于收纳存储,对货包内的缓冲泡沫进行分块小型化优化设计,并增加气柱缓冲方案以减重。
快递员:天舟五号
发射时间:2022年11月12日
此次任务中,天舟五号货运飞船装载了航天员系统、空间站系统、空间应用领域的货物共计约5吨,携带补加推进剂约1.4吨,将为神舟十五号乘组3人6个月在轨驻留、空间站组装建造和空间应用领域提供物资保障。
按计划,天舟五号货运飞船不仅要完成上行物资的使命,还将承担实验支持的职责。此次发射的天舟五号货运飞船还搭载了“澳门学生科普卫星一号”、宇航用氢氧燃料电池、空间宽能谱高能粒子探测载荷等试验项目。这些载荷将在空间失重环境下开展科学实验,对一些前沿航天关键技术进行验证。
装载货物中,包含约1千克的植物种子,为水稻、小麦、玉米等主粮作物和少量林木种子,用于开展航天育种实验。后续,这些种子将通过载人飞船返回地面,经过地面培育后投入市场。
新纪录
西昌卫星发射中心发射200次
我国12日上午在海南文昌成功发射天舟五号货运飞船,至此,西昌卫星发射中心完成的发射任务次数达到200次,成为我国首个完成200次发射的航天发射中心,创造了中国航天史上新的纪录。
西昌卫星发射中心组建于1970年12月,目前管理着西昌和文昌两个航天发射场,至今已将数百颗国内外航天器送入太空,是我国发射卫星最多、对外开放最早的卫星发射中心。
1984年4月8日傍晚,长征三号火箭在四川大凉山将东方红二号试验通信卫星送入太空,西昌卫星发射中心的首次发射获得成功。此后,这个中心又成功发射我国首颗国际商业卫星亚洲一号、我国首颗北斗卫星、嫦娥一号等,于2016年11月发射次数突破百次。
交会对接任务用时2小时07分
11月12日10时03分,天舟五号货运飞船搭乘的长征七号运载火箭在文昌航天发射场点火升空,12时10分,飞船完成与中国空间站天和核心舱后向对接口的交会对接任务,创下人类航天器最快交会对接纪录。
中国超快速交会对接技术成功在轨实施,打破了此前国际空间站由俄罗斯“联盟MS-17”载人飞船于2020年10月14日创造的3小时3分钟的纪录,标志着中国航天交会对接技术取得新的突破。
2011年,神舟八号飞船与天宫一号完成首次交会对接;2012年,神舟九号任务突破和掌握了航天员手控交会对接技术;2017年,天舟一号货运飞船成功开展与天宫二号空间实验室的6.5小时快速交会对接在轨试验,使中国成为世界上第三个掌握近地快速交会对接技术的国家。
新任务
首次燃料电池空间在轨试验
天舟五号货运飞船搭载了中国首台空间应用燃料电池,计划开展中国首次燃料电池空间在轨试验,将为后续宇航燃料电池应用设计提供理论指导和数据支撑,推动宇航燃料电池工程应用发展,为中国载人探月任务推进提供有力支持。
月球上一天大约相当于地球上的一个月,未来的载人探月任务必须应对在月夜长时间无太阳光照等严苛环境,而传统储能发电系统会造成重量大幅增加,无法满足载人探月任务能源系统需求。对此,研制团队把目光锁定在具有较高比能量的燃料电池上,计划在太空验证燃料电池在微重力等空间环境下的运行特性规律。
天舟五号货运飞船是中国空间站在轨建造阶段最后一发“送货”任务。后续中国空间站完成在轨建造后,初步计划每年发射两艘载人飞船和两艘货运飞船。为了满足密集发射的需要,天舟货运飞船实行组批生产的方式,同一批次的外形、功能相似或相近。
中国航天科技集团五院天舟货运飞船总设计师白明生表示,天舟三号、天舟四号、天舟五号货运飞船是同批次生产的,天舟六号到天舟十一号则是另外一批。从天舟六号货运飞船开始,会进行系统升级,如对货物舱进行比较大的改进,大幅度增强密封舱的货物运输能力等,这样给航天员提供的物资可以支撑更长的时间。
来源:新华社
编辑:芝伊
审核:天乙
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