天舟一号成功飞天 下一步将建设空间站

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【侨报综合报道】北京时间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,在中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。被誉为“太空快递员”的天舟一号货运飞船入轨后,将按预定程序与在轨运行的天宫二号空间实验室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。

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北京时间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,在中国海南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。中新社

谁向天外送锦书

空间站建设前最后的实战机会

宋代词人曾问“云中谁寄锦书来”,千年以后,已在孤寒太空漂泊逾千日的中国天宫二号空间实验室,也有这样的期待。

20 日晚,天舟一号给天宫二号携来一封“锦书”,上面写着密密麻麻的新任务。“太空加油”“三次对接”“空间实验”,这些新鲜词汇带给天宫二号久违的兴奋。它知道,这将决定中国能否如期进入建设空间站阶段。

“锦书”配有航天专家预备的“锦囊”,天宫二号迫不及待拆开最繁复的一个,是验证推进剂在轨补加技术。目前掌握这项技术的国家只有俄罗斯和美国。

长期在轨飞行的载人空间站受大气阻力影响,不断减速,需用消耗推进剂以保持轨道高度。在“太空加油”技术尚未问世时,空间站耗尽自身携带的贮存量后便难以为继。

中国已提出在2022 年前后建成可运营10 年以上的空间站,天舟一号飞行任务是在空间站建设阶段前最后的“实战机会”。

据介绍,当天舟一号与天宫二号对接后,通过两个航天器之间产生的气体压力,前者向后者输送推进剂。这个过程看似与地面加油没什么不同,但已为此钻研近10 年的科研团队知道个中滋味。

“既要保证对接机构准确对接,又要满足密封要求。补加完以后,还要考虑怎么排放剩余推进剂。这一切都必须在太空中实际操作。” 中国航天科技集团五院天舟一号货运飞船总设计师白明生说。

第二个锦囊讲的是交会对接, 天宫二号对此倒不那么陌生。2016 年,神舟十一号与天宫二号完成交会对接任务,标志着中国交会对接技术走向成熟应用阶段。

不过,天舟一号将与天宫二号进行三次交会对接,并验证组合体控制与管理技术。

三次交会对接方式各有绝活, 让人眼花缭乱。第一次是在非常明亮刺眼的阳照区;第二次是进行全自动绕飞,你追我赶、各自转体;第三次是以快取胜,常规交会对接至少需要两日,这次缩短到6 小时。

以往在神舟系列飞船面前,“天宫”目标飞行器和空间实验站都以“吨位”占优,形成“天神”组合体后顺势接管整体控制权。但在最大装载状态下重达13.5 吨的天舟一号面前,8.6 吨重的天宫二号也得退让三分。

技术人员将在天舟一号与天宫二号组合后,分别验证“以小控大”、“以大控小”模式。这样,未来的天舟系列飞船既是空间站的“充电宝”,当空间站出现异常时也可接过组合体控制权,为航天员撤离争取时间。

第三个锦囊写的是“开展空间应用及技术试(实)验”。

中国科学家们精挑细选出4 项科学实验研究及技术验证试验,其中最受关注的是被概括为“骨干” 研究的生命科学实验,即骨研究、干细胞研究和生殖细胞研究,这些成果或将服务于人体健康。

最后一个锦囊,留给天舟一号自己。一般卫星在完成使命后,随推进剂消耗殆尽而缓慢降轨,最终在大气层烧毁。这一次,天舟一号将首次采用主动离轨方式,通过两次降轨控制,受控坠落于南太平洋的“航天器坟场”,为打造洁净、安全的太空环境作出贡献。

谁晓今夜再启幕

中国首艘货运飞船发射侧记

落日映南海,晚风抚椰林。中国文昌航天发射场搭好“天梯”, 长征七号运载火箭与天舟一号货运飞船整装待发。这是中国载人航天工程空间实验室任务的收官之战, 也是“长征七号”首次应用发射。

官方在19 日已公布发射时间: 北京时间20 日19 时41 分。鲜为人知的是,这将是一次“零窗口” 发射,即火箭在一定长度的发射窗口时间内,在紧贴窗口上沿的最优时间发射。据测算,20 日晚“天舟一号”发射窗口仅有1 分钟,发射人员要“争分夺秒”。

“各号注意,1 小时准备。” 发射场内响起此次任务“01 号” 指挥员王光义的声音。

预定时间临近,观众人头攒动。顽皮的孩子抢先倒数计时,不明就里的大人们也跟着喊,直到发现喊完“3、2、1”以后矗立在远方的火箭“无动于衷”,方知上了当, 哄笑成一团。

终于,“01 号”指挥员的声音再度传来。“点火!”“起飞!”

在场的人们屏住呼吸,极力稳住举着摄影器材的手,见证火箭在喷薄的火焰中腾空而起。直到那支呼啸而去的“箭”没入云层,再也望不到影,大家才意犹未尽地互相看看、鼓起掌来。

“文昌发射场的目标是建成世界一流航天发射场,天舟一号任务只是我们的第三次圆满。”天舟一号飞行任务发射场区指挥部指挥长张学宇说,“下半年‘嫦娥五号’ 将在这里升空,我们会努力实现30 次、300 次圆满。”

谁知飞船如何铸

太空快递员身体密码:整船最大装载状态下重逾13 吨

中国第一艘货运飞船天舟一号,人称“太空快递员”,20 日如约“上岗”。这个逾10 米长的“高个儿”是如何造成的?身体有何特征?

天舟一号总长10.6 米,舱体最大直径3.35 米,整船最大装载状态下重量达13.5 吨,是中国目前为止体积最大、重量最重的载人航天器。

天舟一号分为货物舱和推进舱,货物舱用于装载货物。为让它“肚大能容”,中国航天科技集团公司五院的研发团队设计出高效承载货架;为让它装得多、装得好, 五院的设计者想出绑扎方式和内部泡沫结合的“软包装”。

由中国航天科技集团公司八院总装的推进舱,则为飞船提供电力和动力,以及装载补加推进剂。这个“啤酒肚”里可携带推进剂2.4 吨至3.5 吨,最高容量是天宫二号空间实验室携带的2.5 倍。

再看飞船的细节,处处讲究。天舟一号采用的对接机构已升级换代,适应未来空间站建造阶段8 至180 吨各种吨位、各种方式的对接。

飞船上,中国航天科技集团公司六院配备了4 种不同推力量级的36 台发动机,使飞船在飞行速度达到子弹速度8 倍的情况下还能“俯仰有度,动静自如”。中国航天科工集团公司二院研制的交会对接微波雷达曾多次应用在神舟系列飞船与“天宫”目标飞行器、空间实验室的交会对接。这一次,安装在“天舟一号”上的雷达体积更小、重量更轻、功耗更低。

专家特别提到,天舟一号首次大刀阔斧使用了七大类中国国产新研核心元器件,将未来空间站建设的关键命脉握在手中。

天舟一号还迈出中国载人航天器型谱化设计的第一步,针对运输货物不同类型及需求,天舟系列设计出“全密封”、“半开放”、“全开放”三种型谱。把天舟一号拿到国际上与俄罗斯“进步号”、美国“龙飞船”相比也毫不逊色。它的载货比,即货物重量占整个飞船总重量的比例,甚至优于欧洲、日本的现役货运飞船。

2.0 版“红娘锁”助天舟一号三“吻”天宫二号

天舟一号在轨飞行期间将与天宫二号将上演3 次“太空之吻”(交会对接),其中“助吻”的“红娘锁”——对接机构是面向未来中国空间站建造及国际合作的终极版。

中国是继美、俄后,世界上第三个独立掌握交会对接技术的国家。中国航天科技集团公司上海航天技术研究院对接机构研究室主任靳宗向介绍,目前国际空间站主要是依靠对接机构来实现更大吨位飞行器的组装,过程就像“太空搭积木”,运载一个飞行器上天,再运载另一个,在太空以“红娘锁”搭建在一起,逐渐扩展,“只有突破对接,才能开展空间站的建设,提供物资运送对接,人员天地往返等”。

靳宗向称,从天舟一号开始, 后续的“红娘锁”是升级换代的2.0 版,将可满足中国未来空间站建造所需,算是一个终极版。

他介绍,2.0 版“红娘锁”有这样几个特点:首先,满足多次、长时的“接吻”。此番天舟一号与天宫二号将“吻”3 次,不仅次数上超过以往,“吻”的时间——对接机构组合体的保持时间也将远超天宫二号与神舟十一号的30 天。“红娘锁”的大目标是保持10 年、15 年乃至更长时间,以满足未来中国空间站建造所需。

其次,首次大吨位“接吻”。以往的对接都是8 吨对8 吨,此番天舟一号与天宫二号乃13 吨对8 吨,但相较未来,这尚属“轻量级”。2.0 版“红娘锁”将可适应中国未来空间站建造阶段8 至180 吨的各种吨位、各类方式的对接,“我们提出了可控阻尼的技术,既能满足小吨位,又能满足大吨位,同时还能满足偏心对接。”靳宗向说。

谁将天堑变通途

长征二号F 与长征七号成中国载人航天工程双雄火箭

自1992年正式批准立项,中国载人航天工程已走过25 年岁月。我欲扶摇上九天,谁将天堑变通途?答案是两型火箭:“长征二号F” 与“长征七号”。

20 日,中国成功用“长征七号”将天舟一号货运飞船送入太空。至此,两型火箭共执行中国载人航天工程全部14 次发射任务,将“神舟”载人飞船、“天宫”目标飞行器和空间实验室、“天舟”货运飞船共3 型14 个飞行器和11 名航天员安全送入太空,成功率达100%。

“长征二号F 是专门用于载人航天的二级运载火箭,也是目前中国系统最复杂的火箭。”中国航天科技集团运载火箭技术研究院长征二号F 运载火箭总设计师张智说,该型火箭具有发射空间实验室和载人飞船的两个状态,运载能力分别为8.6 吨和8.15吨。

“长征七号”是新一代高可靠、高安全的中型运载火箭,定位在满足中国载人空间站工程发射货运飞船的需求,以及未来载人运载火箭更新换代的长远需求。

20 日发射的长征七号遥二火箭“秀了肌肉”,它将中国航天史上最重的有效载荷(13 吨)送入预定轨道。“长征七号”的运载能力已达到近地轨道13.5 吨,几乎是此前运载火箭的一倍。“到2020 年, 载人航天工程中很多任务将由‘长征七号’来承担。”中国航天科技集团运载火箭技术研究院长征七号副总设计师程堂明说。

(编辑:张晓)

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