4月17日上午，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船已經(jīng)進(jìn)入發(fā)射區(qū)，垂直轉(zhuǎn)運(yùn)的順利完成，標(biāo)志著天舟一號(hào)飛行任務(wù)正式進(jìn)入發(fā)射階段。天舟一號(hào)是我國(guó)第一艘貨運(yùn)飛船，它的發(fā)射質(zhì)量比之前的空間實(shí)驗(yàn)室天宮二號(hào)都大，很可能將成為中國(guó)送入太空質(zhì)量最大的載荷。另外，其運(yùn)載能力也是世界現(xiàn)役貨運(yùn)飛船中最大的。

“太空快遞小哥”準(zhǔn)備首飛

據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室消息，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與長(zhǎng)征七號(hào)遙二運(yùn)載火箭于4月17日完成了總裝測(cè)試等技術(shù)區(qū)各項(xiàng)工作。當(dāng)天7時(shí)30分，承載著長(zhǎng)征七號(hào)遙二運(yùn)載火箭與天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船組合體的活動(dòng)發(fā)射臺(tái)駛出總裝測(cè)試廠房，穩(wěn)行駛約2.5小時(shí)后，垂直轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)。之后，將在發(fā)射區(qū)開展天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與長(zhǎng)征七號(hào)遙二運(yùn)載火箭功能檢查和聯(lián)合測(cè)試工作，完成最終狀態(tài)確認(rèn)后，火箭加注推進(jìn)劑，計(jì)劃4月20日至24日擇機(jī)發(fā)射。

天舟一號(hào)是我國(guó)自主研制的首艘貨運(yùn)飛船，由于它只運(yùn)貨，不送人，所以被一些媒體昵稱為“快遞小哥”。它采用兩艙式結(jié)構(gòu)，直徑較小的是推進(jìn)艙，直徑較大的為貨物艙。其最大直徑達(dá)到3.35米，飛船全長(zhǎng)10.6米，載荷能力達(dá)到了6.5噸，滿載貨物時(shí)重13.5噸。如果此次滿載的話，它很可能將成為中國(guó)發(fā)射進(jìn)入太空的質(zhì)量最大的有效載荷。甚至比天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室還大，后者全長(zhǎng)10.4米，直徑同為3.35米，質(zhì)量為8.6噸。

首次驗(yàn)證

“太空加油”

據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室的消息，天舟一號(hào)此次任務(wù)是與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室完成交會(huì)對(duì)接，首次實(shí)施推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加，突破和掌握推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加等關(guān)鍵技術(shù)。

專家表示，無論是空間實(shí)驗(yàn)室還是空間站，在地軌道運(yùn)行都會(huì)由于空氣阻力而“掉高度”，如果不能維持高度，其在軌壽命將比較有限。這需要火箭發(fā)動(dòng)機(jī)適時(shí)啟動(dòng)以保持軌道高度，但是其攜帶的燃料是有限的。這就為被稱為“太空加油”的在軌推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)提出了需求。目前掌握推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)的只有美俄兩國(guó)，此次天舟一號(hào)的一個(gè)重要使命就是驗(yàn)證這項(xiàng)技術(shù)，這也是決定中國(guó)未來空間站能否順利發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。為此，先期發(fā)射入軌的天宮二號(hào)安裝了一套全新的補(bǔ)加系統(tǒng)，其補(bǔ)加原理類似于油管與油槍的對(duì)接，不過精度和密封性要求非常高。

專家表示，目前國(guó)際上還有一種維持軌道的補(bǔ)充方式，就是貨運(yùn)飛船與空間站對(duì)接后，利用自身發(fā)動(dòng)機(jī)“燒掉”多余的燃料抬高空間站軌道。不過這種軌道維持方式對(duì)于飛船的位置、對(duì)接口受力都有很高要求，另外這種方式也不夠靈活。

現(xiàn)役運(yùn)載能力最強(qiáng)貨船

專家表示，中國(guó)計(jì)劃在2022年前后建成空間站，其初步規(guī)模包括一個(gè)核心艙和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，如果想保持航天員長(zhǎng)期在軌飛行，貨運(yùn)飛船是必可不少的。

專家表示，貨運(yùn)飛船是從載人飛船演變過來的。運(yùn)貨飛船可以運(yùn)輸推進(jìn)劑燃料、維修和更換的設(shè)備、航天員的生活、工作用品以及空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和用品等，此外還能用于調(diào)整空間站軌道高度。在20世紀(jì)70年代，前蘇聯(lián)和美國(guó)開始發(fā)展體積大、壽命長(zhǎng)、用途廣的空間站。剛開始時(shí)，兩國(guó)都是用人貨混裝的載人飛船為空間站提供少量補(bǔ)給，每艘載人飛船一次只能為空間站運(yùn)去幾百公斤的物資，無法滿足需求。蘇聯(lián)率先在聯(lián)盟號(hào)載人飛船的基礎(chǔ)上研制了進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船，其貨艙容積為6.6立方米，運(yùn)載能力為2.6噸，并可進(jìn)行在軌推進(jìn)劑補(bǔ)加服務(wù)。歐洲的貨運(yùn)飛船叫自動(dòng)轉(zhuǎn)移飛行器，全長(zhǎng)10米，最大直徑為4.5米，重量約10噸，運(yùn)貨能力可達(dá)7噸，是迄今運(yùn)載能力最大的貨運(yùn)飛船，從2008年起到共發(fā)射了5個(gè)，但目前已經(jīng)停止建造。

美國(guó)的“龍”飛船長(zhǎng)5.9米，最大直徑3.7米，其運(yùn)送載荷最大質(zhì)量6噸，返回載荷最大質(zhì)量3噸，它也是貨運(yùn)飛船中往地球運(yùn)回物品的高手。此外，美國(guó)的“天鵝座”和日本的HTV貨運(yùn)飛船運(yùn)載能力分別為2.7噸和6噸。總體來說，天舟一號(hào)的運(yùn)載能力是居于前列的，而在現(xiàn)役貨運(yùn)飛船中其運(yùn)載能力是最大的。

三合三離|天舟一號(hào)與天宮二號(hào)將三次對(duì)接

天舟一號(hào)從海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)使用長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射入軌后，才剛剛開啟了他星河征途的第一步。此后他將與在軌運(yùn)行的天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室交會(huì)對(duì)接、實(shí)施推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加、開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)。

首次對(duì)接：兩天后，天舟一號(hào)與天宮二號(hào)進(jìn)行首次交會(huì)對(duì)接。之后，天舟一號(hào)與天宮二號(hào)組合體將進(jìn)行為期兩個(gè)月的在軌飛行。期間，計(jì)劃完成3次推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加試驗(yàn)，同時(shí)測(cè)試貨運(yùn)飛船對(duì)組合體的控制能力。

二次對(duì)接：完成首次對(duì)接后，天舟一號(hào)與天宮二號(hào)分離，然后繞飛到天宮二號(hào)的另一側(cè)，進(jìn)行第二次對(duì)接。第二次對(duì)接的主要任務(wù)是進(jìn)行繞飛實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)天舟一號(hào)前向?qū)�接能力。之后天舟一�?hào)與天宮二號(hào)再次分離，兩個(gè)飛行器將獨(dú)立飛行三個(gè)月，完成搭載的空間科學(xué)試驗(yàn)。

三次對(duì)接：天舟一號(hào)與天宮二號(hào)進(jìn)行最后一次對(duì)接，驗(yàn)證自主快速交會(huì)對(duì)接技術(shù)，要求在六小時(shí)左右實(shí)現(xiàn)對(duì)接。完成所有既定任務(wù)后，天舟一號(hào)將受控離軌，隕落至空間安全海域。

任務(wù)艱巨|“快遞小哥”天舟一號(hào)很忙碌

“給航天員送吃的、用的，給航天器送推進(jìn)劑??天舟一號(hào)3次交會(huì)對(duì)接，3次在軌補(bǔ)加就是為了完成這兩件事。”中國(guó)航天科技集團(tuán)在其微信公眾號(hào)一篇文章中形象寫道。

天舟一號(hào)“只運(yùn)貨、不送人”，因此被一些媒體形象地稱為“快遞小哥”。此行，天舟一號(hào)將與中國(guó)首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室天宮二號(hào)完成交會(huì)對(duì)接，實(shí)施推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加，突破和掌握推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加等關(guān)鍵技術(shù)。

天舟一號(hào)的獨(dú)門功夫

其中，推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加俗稱“太空加油”，是天舟一號(hào)核心目標(biāo)任務(wù)之一，是空間站建設(shè)的標(biāo)配。據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院GNC分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師、天舟一號(hào)GNC分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師劉宗玉介紹，這將為中國(guó)空間站組裝建造和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)解決能源供給問題。

需要指出的是，貨運(yùn)飛船，不僅是送貨那么簡(jiǎn)單。天舟一號(hào)還搭載了非牛頓引力實(shí)驗(yàn)等10余項(xiàng)應(yīng)用載荷，將在軌開展空間科學(xué)及技術(shù)試(實(shí))驗(yàn)。

專家解讀|天舟一號(hào)如何確保貨運(yùn)物資安全

人們將天舟一號(hào)形象地稱為太空"快遞小哥"，那么這樣一個(gè)大塊頭的"快遞小哥"怎樣確保運(yùn)送貨物的安全呢?

"天舟一號(hào)塊頭雖大，卻有一顆細(xì)膩的'心'。"中國(guó)航天科技集團(tuán)第五研究院載人航天總體部載人航天器總體研究室副主任張健說，飛船內(nèi)壁四周全部設(shè)置為貨架，中間留出一條矩形通道供航天員通行，航天員身處貨架通道中，可以隨意走動(dòng)、轉(zhuǎn)身、取放貨物。

為提升天舟一號(hào)承載量，飛船內(nèi)部采用了高效承載貨架設(shè)計(jì)。張健說，表面上看，這些貨架和普通的儲(chǔ)物格類似，但其細(xì)節(jié)和構(gòu)型都經(jīng)過科學(xué)分析論證。貨架采用基于蜂窩板、碳纖維立梁的梁板結(jié)構(gòu)，形成大量的標(biāo)準(zhǔn)裝貨單元，傳力效果好。

由于天舟一號(hào)運(yùn)送的物資中有許多精密儀器設(shè)備和航天員用品，裝載物資的貨包必須具備保護(hù)功能。貨運(yùn)飛船機(jī)械總體主管設(shè)計(jì)師郭軍輝介紹，新研制的高科技貨包外觀呈清新的乳黃色，采用新型抗菌防潮防霉布料，可確保貨物在貨包中存放一年。此外，針對(duì)不同體積、形狀的貨物，還進(jìn)行了定制化和系列化設(shè)計(jì)。

五大亮點(diǎn)|現(xiàn)役運(yùn)載能力最強(qiáng)的貨運(yùn)飛船

現(xiàn)役運(yùn)載能力最強(qiáng)的貨運(yùn)飛船：天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船副總設(shè)計(jì)師徐小介紹稱，天舟一號(hào)設(shè)計(jì)最大運(yùn)貨能力達(dá)到6噸多，上行載貨性價(jià)比優(yōu)于國(guó)際現(xiàn)役貨運(yùn)飛船，快遞貨物經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

目前世界上最大運(yùn)載能力超過5噸的現(xiàn)役的貨運(yùn)飛船只有中國(guó)的天舟一號(hào)和日本的HTV，運(yùn)載能力達(dá)到7噸的ATV貨運(yùn)飛船目前已經(jīng)沒有發(fā)射計(jì)劃。HTV最大運(yùn)載能力6噸，但其總重量達(dá)到了16噸，超過了天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船。因此，天舟一號(hào)是世界上現(xiàn)役運(yùn)載能力最強(qiáng)的貨運(yùn)飛船。>>各國(guó)宇宙飛船大盤點(diǎn)!中國(guó)“天舟”排第幾?

“太空加油”讓空間站飛得更久：天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室總設(shè)計(jì)師朱樅鵬此前接受采訪時(shí)表示，按計(jì)劃，從2018年起，中國(guó)將陸續(xù)發(fā)射空間站的核心艙和實(shí)驗(yàn)艙，2022年左右建成空間站。空間站太空“加油”這項(xiàng)任務(wù)由“天舟”系列貨運(yùn)飛船來完成。在天舟一號(hào)之前，掌握了在軌推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)的國(guó)家只有俄羅斯和美國(guó)，其中，實(shí)現(xiàn)在軌加注應(yīng)用的只有俄羅斯。

太空對(duì)接技術(shù)從“普列”時(shí)代跨入“高鐵”時(shí)代：目前，2天～3天交會(huì)對(duì)接策略是地面向國(guó)際空間站運(yùn)送航天員的主要方式，而本次驗(yàn)證的快速交會(huì)對(duì)接，從入軌到對(duì)接成功僅需要幾個(gè)小時(shí)，飛幾圈就可以了，且以飛船的自主制導(dǎo)和控制為主。一個(gè)形象的比喻是，天舟一號(hào)跨出了從“普通列車”邁向“高鐵”的一大步，能做到更快、更舒適、更穩(wěn)妥地運(yùn)輸貨物。

型譜化設(shè)計(jì)讓飛船家族“人丁興旺”：我國(guó)航天界較早使用“型譜”概念的是運(yùn)載火箭，然而，勇敢邁出載人航天器型譜化設(shè)計(jì)第一步的則是天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船。據(jù)介紹，針對(duì)運(yùn)輸?shù)呢浳锏牟煌�類型和需求，天舟系列貨運(yùn)飛船設(shè)計(jì)了“全密封”、“半開放”、“全開放”三種型譜。作為首發(fā)貨運(yùn)飛船，天舟一號(hào)設(shè)計(jì)為全密封型譜狀態(tài)。

主動(dòng)離軌不給太空“添堵”：相較于一般衛(wèi)星在使命完成后，隨著推進(jìn)劑的消耗殆盡，而緩慢降軌，最終在大氣層燒毀的結(jié)束方式，天舟一號(hào)首次采用主動(dòng)離軌方式，并能受控地落到預(yù)定區(qū)域，既避免自身成為太空垃圾、避開離軌過程中的不可控因素，又能為打造潔凈、安全的太空環(huán)境作出自己的貢獻(xiàn)。

意義非凡|將為未來空間站上行物資補(bǔ)給積累經(jīng)驗(yàn)

中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心航天員系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師黃偉芬日在接受記者采訪時(shí)表示，在天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船的發(fā)射任務(wù)中，涉及航天員系統(tǒng)的任務(wù)主要有四個(gè)方面：提供裝船上行貨物、獲取艙外航天服數(shù)據(jù)、醫(yī)學(xué)評(píng)價(jià)和工效學(xué)評(píng)價(jià)。

黃偉芬說，貨運(yùn)飛船是按照3人30天的任務(wù)進(jìn)行配置相應(yīng)貨物，主要包括航天員的健康、生活和工作保障。這次飛行任務(wù)還將驗(yàn)證貨物打包、運(yùn)輸、信息管理、交付、裝載、微生物控制等全過程方案的有效性。

她介紹，艙外航天服是航天員實(shí)現(xiàn)艙外活動(dòng)的重要保障。未來在完成空間站的組建和設(shè)備維修等任務(wù)中，航天員都需要身著艙外航天服。“在這次任務(wù)中，我們想通過搭載艙外服的結(jié)構(gòu)服，安裝相關(guān)傳感器獲取力學(xué)和溫度等數(shù)據(jù)，為未來的艙外服設(shè)計(jì)等相關(guān)方面積累數(shù)據(jù)和依據(jù)。”