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太空“快递小哥”天舟一号货运飞船发射成功 将与天宫二号进行三次对接

2017-04-21 08:34 来源:大洋网

发货人

中国航天科技集团

“快递”包裹能装啥?

推进剂燃料、维修和更换的设备、空间科学实验设备和用品、航天员工作生活用品

“快递小哥”座驾三大特性

高载荷:天舟一号是我国目前为止送入太空最重的载荷,重量达13吨,超过了长征七号首次发射时搭载的12.4吨载荷。

零窗口:在我国以往大部分航天发射任务中,发射窗口都是在某一个时间段,而在这次任务中,“零窗口”要求发射误差在1秒钟以内,这是一个非常严苛的要求。

75处改进:据介绍,作为第二枚长征七号火箭,长征七号遥二火箭较首飞火箭有75处细节改进。细节优化主要分为火箭上零部件的改进和现场操作的改进。

“快递小哥”的“秘密武器”

“制服”:飞行器结构撞击智能感知与定位功能能进行全飞行时段的综合力学环境监测,第一时间感知和减少太空垃圾的威胁。

“手机”:开放性网络平台,确保高速沟通线路无阻,可以无缝接入天宫二号等空间站网络。

“防晒霜”:外壳涂上一种航天专用的白漆热控涂层,具有优良的散热性能,帮助推进舱中的设备“防暑降温”。

“导航”:首次利用北斗导航星座的相对测量子系统确保与“客户”天宫二号首次交会对接的自主可控,把货物准时送达。

大洋网讯 4月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,约596秒后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。

这是天舟货运飞船和长征七号运载火箭组成的空间站货物运输系统的首次飞行试验。飞船入轨后,将按预定程序与在轨运行的天宫二号先后进行自动交会对接、自主快速交会对接等3次交会对接,3次推进剂在轨补加,以及空间应用和航天技术等领域的多项实(试)验。其间,天舟一号与天宫二号组合体在轨飞行约2个月,天舟一号独立飞行约3个月。

完成既定任务后,天舟一号将受控离轨,陨落至预定安全海域;天宫二号留轨继续开展拓展试验和应用。

目前,天宫二号运行在距地面393公里的近圆对接轨道,设备工作正常,运行状态良好,满足交会对接任务要求。长征七号遥二运载火箭与之前执行首飞任务的长征七号遥一运载火箭技术状态基本一致,为满足发射货运飞船要求,进行了部分技术状态更改,进一步提高了安全性与可靠性。这是长征系列运载火箭的第247次飞行。(文/广报记者肖欢欢 通讯员杨欣、肖建军)

天舟一号跻身全球货运飞船风云榜

中国自主研制的首个货运飞船天舟一号20日在中国文昌航天发射场成功发射,这意味着中国向2022年前后建成空间站的目标又迈进了一大步,承载着为中国航天“加油”使命的天舟一号跻身全球货运飞船的风云榜。

各种能力属国际先进水平

今年年初国际空间站迎来了两批“快递”:一个是美国太空探索技术公司的“龙”货运飞船送来的科学实验设备和补给,该飞船全长约6米,最大直径约3.6米,最多可运送约6吨货物;另一个是俄罗斯“进步MS-05”货运飞船为站内宇航员送来的物资,它全长约7米,最大直径2.7米,最多可运送约2.6吨各种货物。

世界上现役的主要货运飞船还有欧洲自动货运飞船,全长约10米,最大直径约4.5米,运货能力可达7吨;大小相似的日本“鹤”货运飞船,可运送约6吨的货物与燃料;最多可携带2.7吨货物的美国“天鹅座”货运飞船。

天舟一号采用两舱构型,由货物舱和推进舱组成,总长10.6米,舱体最大直径3.35米,物资上行能力约6吨,起飞重量约13吨,是我国迄今所发射过最大、最重的航天器。与其他货运飞船对比,天舟一号在功能、性能以及运载能力上都处于国际先进水平。

美国行星学会太空专家贾森·戴维斯介绍说,俄罗斯的“进步”飞船只有在空间站上工作人员的协助下才能“加油”;美国的“天鹅座”飞船和“龙”飞船都不具备“加油”能力。相比之下,“天舟一号令人印象深刻,因为它‘加油’过程完全由地面控制。”他说。

“太空加油”是世界范围内的难题,目前也仅有俄罗斯和美国等航天强国有类似的工程应用。(新华社记者冯玉婧)  

“太空加油”,天舟一号这么干

天舟一号货运飞船系统总体副主任设计师雷剑宇说,天舟一号货运飞船“太空加油”采用的是无增压气体损耗的气体回用法。这种方法系统设计难度较大,但是气体资源利用率高。

与日常生活中的加油不同,“太空加油”不仅要加注燃料,还需要加注供燃料燃烧的氧化剂。燃烧剂和氧化剂两者不能“见面”,否则会发生爆炸。它们的加注是由两套系统独立组成的,加注时序也不同。

“太空加油”须在天舟一号和天宫二号对接锁紧,补加装置和管路气密性好的前提下进行。第一步,天宫二号的压气机将手风琴状的膜盒贮箱中的气体压回气瓶,使天宫二号的燃料储箱的压力低于天舟一号;第二步,推进剂在压力差的作用下,自动从天舟一号贮箱流入天宫二号贮箱,当两侧压力一致时,加注工作完成;第三步,进行管路吹除,确保天舟一号和天宫二号分离时,残留在管路中的推进剂不会在空间扩散,污染对接器件和航天器。

雷剑宇说,“太空加油”过程复杂,分为29个步骤,每步都需要精细控制,整个补加过程要持续几天。(新华社记者曾涛、梅常伟)

广州日报全媒体直播天舟“起航”

昨日,搭载天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭在文昌航天发射场成功发射,广州日报特派文昌全媒体记者在发射场现场,通过广州参考客户端、广州日报官方微博滚动播发发射现场的文字、图片和视频信息,最高峰时有20万人同时线上观看。

昨日16时开始,文昌航天发射场开始迎接前来观摩发射的人群。观摩现场设在距离发射台3公里处,座位近万个。广州街坊对天舟一号发射也是热情高涨。有单位自发组织航天爱好者抵达海南文昌发射中心观摩发射盛况。记者看到,位于金沙洲的星港城早在一个月前就启动幸运儿征集,共有十多名被抽中的广州街坊来到现场观摩发射实况。值得一提的是,天舟一号发射在广州引发的航空航天热潮还在持续升温,在第二个“中国航天日”到来之际,中华航天博物馆“落户”星港城万达广场,举办航天科技展。本次航天科技展于4月22日正式启幕,为期一个月。(广报记者全杰)

载人航天第二步收官在即

中国空间站建设揭开新篇章

作为天宫二号空间实验室运行期间的最后一个“访客”,天舟一号会与天宫二号空间实验室进行交会对接,开展推进剂在轨补加、空间科学和技术等试验验证。我国载人航天工程“三步走”第二步收官在即。

20世纪90年代初,中国载人航天工程正式启动,这是一个庞大的工程,国家采取了分步实施的战略,具体分三步:

第一步是载人飞船阶段。在此期间完成了载人飞船的研制,实现了航天员天地往返以及航天员出舱等目标。这一阶段的重点任务包括神舟五号、六号、七号飞船飞行任务。

第二步是空间实验室阶段。目前已掌握了交会对接技术,成功对航天员中期驻留太空进行了验证。这一阶段的重点任务是天宫一号目标飞行器与神舟八号、九号、十号飞船对接、组合飞行任务,天宫二号空间实验室与神舟十一号飞船飞行任务。

第三步是空间站建设阶段。我国将建造长期有人照料的空间站,这其中“人”和“空间站”是两项最基本也是最重要的因素。空间站要运行,人(航天员)要工作、生活,空间站运转所需的燃料(推进剂)以及人员相应的工作、生活物资必不可少,这就需要专门的运输工具,这个重要使命就由货运飞船担当。

中国航天科技集团五院天舟一号总设计师白明生说,天舟一号此次任务包含了检验“太空加油”技术、三次从不同接口方向进行对接、以天基测控体制为主进行飞行控制等,这是建造空间站需要突破和掌握的关键技术,更是未来空间站运行的基础。

“待天舟一号完成任务,便意味着我国具备了向在轨运行航天器补给物资、补加推进剂的能力,这一能力是确保未来我国空间站在轨长期载人飞行的前提。”白明生说。 (新华社记者白国龙、王公为)

天舟一号飞行任务全解读

这些秘密武器助“太空快递员”闯关

4月20日晚,中国海南文昌航天发射场,搭载着天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭点火升空,中国首单“太空快递”正式发出,预计两天后送达天宫二号。作为中国载人空间站工程的重要组成部分,首艘货运飞船天舟一号“只运货,不送人”,因此被形象地称为“太空快递员”。它为这次任务都做了哪些“入职培训”?携带了哪些“秘密武器”?将闯过多少道“关卡”才能顺利完成首单任务?

“快递员”的“秘密武器”

为了这一趟远差,“太空快递员”天舟一号准备了不少“秘密武器”。下面就给大家晒几件:

“防晒霜”——太空中的日晒强度比地球上猛烈千百倍,为了帮助推进舱中的设备“防暑降温”,聪明的天舟一号在自己皮肤上涂了一层“防晒霜”。这款太空版“防晒霜”其实是一种航天专用的白漆热控涂层,具有优良的散热性能。

高科技货包——由于运送的货物中有不少精密仪器和航天员用品,为了保证货物能够安全不受损地到达“客户”手中,天舟一号精心准备了一种高科技货包来装载货物。这种货包采用系列化设计,根据货物尺寸,可调节大小、形状。其外观呈乳黄色,采用新型的抗菌防潮防霉布料,里面则使用新研制的防火防潮且抗震的泡沫或者气囊来包裹货物,可确保部分货物在货包中安全地存放一年。

保驾护航的利器——早在出发前,天舟一号就“听过”关于太空垃圾给国际同行带来的困扰:“被一块10克的太空垃圾迎面撞上,只刮花了漂亮帅气的制服都算幸运,好几次甚至差点穿透制服被送进医院。”于是,为了运输过程更安全,天舟一号决定随身携带力学环境测量系统。这套“高大上”的系统不仅可以在天舟一号全飞行时段对传统的振动、冲击、噪音环境进行检测,还可以在第一时间感知到太空垃圾撞击的位置和受损程度,甚至还能检验飞船结构设计、货物装载合理性,为在轨损伤修复和结构优化设计提供帮助。

相对测量子系统——这套系统不仅可以确保天舟一号与天宫二号首次交会对接的自主可控,安全性大大提高,还因为新增的整秒脉冲输出功能,为全船的相关设备都提供了高精度的时间基准。换个通俗的说法,就是能够让天舟一号快速准确地找到客户位置,在客户要求的时间内将货物送达。

此外,还有网络交换技术、太空换热衣、应答机天线网络等,为了能够顺利完成“首秀”,天舟一号可谓下足了“血本”。

除了送包裹还有多项任务

实际上,天舟一号远远不只是一个“快递员”这么简单,其他任务也不少。

“太空加油”——就像汽车需要加油,未来空间站长期在轨也需要“加油”。天舟一号这次就要进行一次在轨推进剂补加技术验证,为天宫二号在轨加注。一旦天舟一号“学会”这项技能,就将为我国空间站组装建造和长期运营扫除在能源供给问题上的最后障碍。

“太空芭蕾”——在第一次交会对接后,天舟一号将与天宫二号上演一场高难度的“太空芭蕾”——天宫二号转体180度,天舟一号从天宫二号下方绕飞,同时转体180度,加速赶到天宫二号前方,最终从“前”向与天宫二号进行一次交会对接。这项名为“绕飞至前向交会对接”的试验是为了确保未来航天器能从多个方向与空间站对接而进行的演练。

“绿皮火车升级到高铁动车”——天舟一号将完成快速交会对接试验,把之前需要2天左右的交会对接过程提速到6个小时左右,就像是从乘坐“绿皮火车”变为乘坐“高铁”。这意味着可以缩短航天员在飞船狭小空间中滞留的时间,还可以让无法经历长时间运输的货品尽快送达,同时,更大程度上保障未来空间站的安全。

“带着天宫二号一起飞”——按照正常情况,天舟一号与天宫二号交会对接后,将由“主飞行器”天宫二号负责对接后的飞行。但是,这次天舟一号将开展货运飞船控制组合体试验,接过组合体飞行的“控制权”,带着天宫二号一起飞。当然这也是有原因的,在主飞行器短时出现问题的情况下,另一航天器就可以发挥作用,进行“抢救”。

空间应用及技术试(实)验——虽然,天舟一号的主要功能是“运货”,但在满足运输货物需求的同时,天舟一号还可以最大限度地发挥平台效能,随船搭载了几十台载荷设备,将在轨开展十余项载荷试(实)验。(新华社记者王经国、李国利、陈曦)

[ 编辑: 王念 ]
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