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天舟六號來了:中國空間站迎接新“快遞”

5月10日,長征七號遙七運載火箭搭載天舟六號貨運飛船,滿載貨物奔向“太空家園”——中國空間站。隨后,天舟六號貨運飛船會與在軌運行的空間站組合體進行交會對接。

天舟六號開啟太空之旅,也在創(chuàng)造多項紀錄。天舟六號是我國新一批貨運飛船的首發(fā)船,也是目前世界上運貨效率最高的貨運飛船。此次發(fā)射,是中國空間站轉入應用與發(fā)展階段后的首次飛行任務。那么,天舟六號長什么樣?能耐有多大?這次給空間站送了什么貨?請跟記者一探究竟。

5月7日,天舟六號貨運飛船與長征七號遙七運載火箭組合體垂直轉運至發(fā)射塔架。

送“快遞”——

“黃金搭檔”專屬配送

海上“天舟”起飛,“神舟”隔空相望。

長征七號遙七運載火箭托舉天舟六號貨運飛船一飛沖天,向中國空間站發(fā)出新“快遞”。數(shù)百公里外的中國空間站,神舟十五號飛行乘組航天員滿懷期待迎接天舟六號的到來。

“天舟快遞”配送到“家”,長征七號遙七運載火箭和天舟六號貨運飛船,這對“黃金搭檔”功不可沒。雖然它們的“前輩”有過多次默契合作,但面對新任務,挑戰(zhàn)依然存在。

在浩瀚太空完成交會對接就像穿針引線,但凡有一點誤差,都可能讓對接的兩個航天器擦肩而過,這就要求運載火箭“零窗口”發(fā)射。

“空間站建造歷次發(fā)射任務,我們都瞄準‘窄窗口’,力爭‘零窗口’。雖然已經圓滿完成多次重大發(fā)射任務,但對我們而言,每一次發(fā)射都是從零開始。”文昌航天發(fā)射場天舟六號發(fā)射任務01指揮員王宇亮說。

此次天舟六號發(fā)射是改進型貨運飛船的首次出征,技術狀態(tài)變化高達90余項;長征七號遙七運載火箭首次執(zhí)行新的測發(fā)流程,基本沒有時間余量……這些全新因素,給此次任務帶來了很多新情況、新挑戰(zhàn)、新考驗。

為了確保萬無一失,工作人員持續(xù)跟蹤火箭及發(fā)射場設備設施狀態(tài),密切跟蹤技術狀態(tài)變化,高度關注發(fā)射日工作、低溫推進劑保障、任務期間防臺風等問題,確保技術狀態(tài)識別細致充分。

航天界有這么一句話:“航天事業(yè)技術復雜、系統(tǒng)龐大,每一次任務都不是以往任務的簡單重復。任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤,任何一項工作出現(xiàn)紕漏,任何一個零部件出現(xiàn)故障,都可能導致整個任務的失敗。”

“每次任務準備階段,我們都會采取最嚴的標準,堅決做到不帶隱患發(fā)射、不帶問題上天。”王宇亮介紹說,這些年,文昌航天發(fā)射場引進ISO9001標準,全面推行質量管理體系認證;在質量管理體系基礎上,構建質量、環(huán)境和職業(yè)健康安全一體化管理體系;大力推進設備設施可靠性建設、測發(fā)流程改進、組織模式優(yōu)化,將測發(fā)、測控、通信、氣象、勤保等諸多系統(tǒng)數(shù)據進行融合……通過一系列舉措,文昌航天發(fā)射場實現(xiàn)了將建設進度提速、建設過程規(guī)范和裝備質量受控等成果,深度融入陣地一線和機房指揮部,也為空間站階段一次次發(fā)射任務勝利,提供了強勁支撐。

在距離地面約400公里的太空,從指引天舟六號飛行至預定地點,再到與空間站組合體交會對接,離不開測控通信系統(tǒng)的精確保障。

天舟六號在測控通信系統(tǒng)的指引下,穩(wěn)步接近空間站。應答機是天地通信的核心單機。飛船升空后,與地面建立通信鏈路,全靠應答機“牽線搭橋”。在電視直播中,觀眾聽到的“發(fā)現(xiàn)目標”“雙向捕獲完成”,就是飛船上的應答機與經過的地面站建立了聯(lián)系。

如果說,應答機像是一輛往來天地的“專列”,把天舟六號的遙控、遙測、話音等重要信息統(tǒng)一進行天地間的“擺渡”,空空通信就是空間站組合體和天舟六號交會對接的“聯(lián)絡員”。該設備由天線、空空通信機和接口等多臺設備組成,成對配置在2個需要對接的航天器上,承擔交會對接段以及撤離段航天器間的雙向數(shù)據傳輸任務,負責傳送指令、姿態(tài)及定位數(shù)據等重要信息。

在天舟六號與空間站組合體相距100公里時,兩者便可建立通信,最終實現(xiàn)兩個航天器到達同一地點。

收“快遞”——

“萬里穿針”自動簽收

為了迎接天舟六號到來,“五一”假期期間,神舟十五號飛行乘組航天員有些忙。他們對天舟五號上剩余貨物進行整理,一部分貨物留在空間站,其余消耗品放置在天舟五號里,等再入大氣層時一并燒蝕銷毀。

一切準備就緒后,航天員便等待簽收地球發(fā)來的新“快遞”。在太空中簽收“快遞”,不像地球上簽收那么簡單,需要天地一體密切配合,才能確保簽收成功。

眾所周知,空間交會對接是載人航天活動的三大基本技術之一,復雜度高、精準度高,被形象地稱為“萬里穿針”。目前,我國交會對接技術日趨成熟,優(yōu)勢明顯——

執(zhí)行效率高。天和核心艙作為空間站的基礎艙,空間站建造過程都需要在天和核心艙上進行。天和核心艙配備了多個對接口和停泊口,停泊口對接的是問天實驗艙和夢天實驗艙,而對接口用于對接貨運飛船和載人飛船。此次,天舟六號交會對接的是天和核心艙的后向端口。對接后向端口的優(yōu)勢,在于航天員搬運物資過程將更加方便、高效。

對接更穩(wěn)妥。從天舟一號到天舟四號,貨運飛船都是在“太空家園”無人狀態(tài)下交會對接的,所以只能選擇自動模式。天舟五號飛行任務有所不同,空間站開始在有人狀態(tài)下迎接貨運飛船,這意味著飛船在自動交會對接過程遇到故障時,可以切換到手動模式,由空間站里的航天員手動操作飛船完成交會對接。此次,天舟六號采取自動交會對接,并配備了手動模式,這兩種模式互為備份、更為穩(wěn)妥。

拆“快遞”——

“天舟快遞”豪華禮包

盼望著,盼望著,天舟六號貨運飛船終于來了!

中國空間站里,3名航天員格外興奮,盼望著早點拆開從地球發(fā)來的“快遞”。

作為今年中國載人航天唯一一次貨運飛船發(fā)射,天舟六號為未來神舟十六號和神舟十七號兩個飛行乘組送去更多補給物資。被稱為“加強版貨運飛船”的天舟六號,實力硬核、貨物滿滿。

體形更大了——

面容依然熟悉,但體形更加魁梧了。天舟六號為改進型貨運飛船,整船物資裝載能力由之前的6.9噸提高至7.4噸,是世界現(xiàn)役貨物運輸能力最大、在軌支持能力最全的貨運飛船。換句話說,天舟六號“拉貨”能力更強了。

空間更足了——

別看外表差不多,“里子”變化卻很大。與天舟五號相比,天舟六號有效裝載容積擴大了20%。這是如何做到的呢?之前“天舟”貨運飛船由貨物艙和推進艙兩部分構成,貨物艙分為前錐段、柱段和后錐段。柱段長4米,主要用來存貨,后錐段則是放置平臺電子設備。推進艙有上下兩層,共8個推進劑貯箱。天舟六號做出改進,兩層8個推進劑貯箱減少到一層4個,省出來的空間可以存放之前放置在后錐段的平臺電子設備,這樣貨物艙放置貨物的有效裝載容積明顯增大了。

拉貨更多了——

天舟六號運送的物資種類和過去相差不大,主要包括服裝、食品、飲用水等。其中,新鮮水果的重量約70公斤,差不多是天舟五號攜帶水果重量的2倍。這些水果將保障航天員的食用需求。空間站在太空中飛行,有時候需要調整姿態(tài),這會消耗不少燃料。因此,貨運飛船除了給航天員運送物資外,還有一項重要任務——給空間站補加推進劑。天舟六號攜帶了1.75噸推進劑,其中一部分補加空間站,剩下的留給天舟六號自用。

貨物更新了——

除了航天員日常需要的物資,天舟六號的貨物清單里還多了一組電推進氙氣瓶。它可以作為空間站燃料推進劑的備份,為空間站日常維持軌道、調整姿態(tài)所用的電推進器補充工質,有效節(jié)省燃料推進劑消耗。此外,天舟六號還搭載了多項載荷,用于開展科學試驗和驗證。

夢想無垠,舟行萬里。得益于“天舟”貨運飛船,中國人在太空長期駐留的夢想成為現(xiàn)實。短短6年間,從天舟一號到天舟六號,“天舟”貨運飛船連戰(zhàn)連勝,為中國空間站建造發(fā)展、航天員工作生活送去了寶貴物資、作出了重要貢獻。

未來,最能“帶貨”、最會“帶貨”的“天舟”貨運飛船,還會根據任務需求不斷升級,升級版的“天舟”值得國人期待!

(解放軍報海南文昌5月10日電)

天舟六號飛行任務示意圖

程春蕾制圖

“天舟”貨運飛船大事記

★2017年4月20日,我國首艘貨運飛船天舟一號發(fā)射成功,與天宮二號空間實驗室完成自動交會對接,中國航天邁入空間站時代。

★2021年5月29日,天舟二號發(fā)射成功,與天和核心艙完成自動交會對接,這是中國空間站關鍵技術驗證階段發(fā)射的首艘貨運飛船。

★2021年9月20日,天舟三號發(fā)射成功,并與天和核心艙及天舟二號組合體完成自動交會對接,轉入三艙(船)組合體飛行狀態(tài)。

★2022年5月10日,天舟四號發(fā)射成功,中國空間站由關鍵技術驗證階段轉入建造階段。

★2022年11月12日,天舟五號發(fā)射成功,首次實現(xiàn)2小時自動快速交會對接,創(chuàng)造了人類航天器最快交會對接紀錄。

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