“天宫二号,有你的快递!”

——天舟一号飞行任务全解读

王经国 李国利 陈曦

2017-04-21期04版

4月20日晚,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”,一亮相便成为了目前中国最受关注的“快递小哥”。未来几个月,天舟一号将在太空中独自完成它的首单“太空快递”任务。

大块头有“小心机”:

承载能力与人性化设计的双保障

作为中国太空快递的明星,天舟一号首先在身材上、体力上就令人瞩目。

不信?先看一组数据:身高10.6米,体宽3.35米,最大装载状态下重量达13.5吨,由货物舱和推进舱两舱结构组成,是我国目前为止体积最大、重量最重的航天器,运送6吨多的货物不在话下。

这次任务,天舟一号就要为天宫二号带去6吨左右的货物和推进剂,其中有大大小小100多个货包。

货物舱为圆柱形,舱壁周围为格状结构的货架,上面装有天蓝色把手,中间形成一个矩形过道。为了让未来的“客户”在舱内活动更安全、舒适,内部的地板采用了深色硬质结构,方便蹬踏,天花板为浅色。

这还不算什么!天舟一号货物舱还能在简单改造后“变身”为全密封、半开放、全开放三种形态。

“太空快递员”的“秘密武器”:确保货物安全抵达天宫二号

据可靠消息,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:

第一件:“防晒霜”

太空中的日晒强度比地球上猛烈千百倍,在太阳照射的情况下,天舟一号的表面会迅速升温,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。

第二件: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。

这种高科技货包,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,里面则使用一种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。

第三件:保驾护航的利器

为了运输过程更安全,天舟一号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。

第四件: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。

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

不只是“快递员”:

天舟一号将完成多项使命任务

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。

任务一:“太空加油”

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。

别小看这次的“太空加油”,其过程要比汽车加油复杂得多,分为29个步骤,每步都需要精细控制,整个“加油”过程要持续好几天。在天舟一号之前,只有俄罗斯和美国掌握了这项技术,其中,实现应用的只有俄罗斯。

任务二:“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。

任务三:“从绿皮火车到高铁动车的升级”

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,使载人太空飞行变得更加舒适、惬意,还可以让无法经历长时间运输的货品尽快送达。

任务四:“带着天宫二号一起飞”

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”。

任务五:高大上的空间应用及技术试(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。

最后一个任务:避免自身成为太空垃圾

为了避免自身成为太空垃圾,天舟一号将在完成飞行任务后,首次实施主动离轨,落于南太平洋预定安全海域,为打造一个洁净、安全的太空环境作出贡献。