◎ 本刊綜合報(bào)道
貨運(yùn)飛船天舟一號(hào)飛行任務(wù)七大亮點(diǎn)
◎ 本刊綜合報(bào)道
4月20日19時(shí)41分,搭載我國(guó)首艘貨運(yùn)飛船天舟一號(hào)的長(zhǎng)征七號(hào)遙二運(yùn)載火箭,在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火發(fā)射,約596秒后,飛船與火箭成功分離,進(jìn)入預(yù)定軌道,發(fā)射取得圓滿成功。這是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的第247次飛行,也是我國(guó)載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略第二步的收官之作,標(biāo)志著我國(guó)即將開(kāi)啟空間站時(shí)代。
這是天舟貨運(yùn)飛船和長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭組成的空間站貨物運(yùn)輸系統(tǒng)的首次飛行試驗(yàn)。飛船入軌后,將按預(yù)定程序與在軌運(yùn)行的天宮二號(hào)先后進(jìn)行自動(dòng)交會(huì)對(duì)接、自主快速交會(huì)對(duì)接等3次交會(huì)對(duì)接,3次推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加,以及空間應(yīng)用和航天技術(shù)等領(lǐng)域的多項(xiàng)實(shí)(試)驗(yàn)。期間,天舟一號(hào)與天宮二號(hào)組合體在軌飛行約2個(gè)月,天舟一號(hào)獨(dú)立飛行約3個(gè)月。完成既定任務(wù)后,天舟一號(hào)將受控離軌,隕落至預(yù)定安全海域;天宮二號(hào)留軌繼續(xù)開(kāi)展拓展試驗(yàn)和應(yīng)用。
目前,天宮二號(hào)運(yùn)行在距地面393公里的近圓對(duì)接軌道,設(shè)備工作正常,運(yùn)行狀態(tài)良好,滿足交會(huì)對(duì)接任務(wù)要求。
中國(guó)載人航天科技集團(tuán)第五研究院貨運(yùn)飛船系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師徐小平認(rèn)為,天舟一號(hào)的飛行任務(wù)有七大亮點(diǎn)。
要建造長(zhǎng)期有人照料的空間站,就需要輸送航天員所需的生活、工作物資和空間站運(yùn)轉(zhuǎn)所需的推進(jìn)劑。天舟系列貨運(yùn)飛船就是面向我國(guó)空間站建造和運(yùn)營(yíng)物資運(yùn)輸補(bǔ)給任務(wù)所研制的全新的載人航天器。天舟一號(hào)物資上行能力超過(guò)6噸,是我國(guó)目前為止體積最大、重量最重的載人航天器。天舟一號(hào)的兩艙結(jié)構(gòu)——貨物艙和推進(jìn)艙,最大限度滿足了貨物裝載以及提供能源、控制動(dòng)力等的需求,做到了簡(jiǎn)潔卻不簡(jiǎn)單。
就像汽車需要加油,未來(lái)空間站長(zhǎng)期在軌也需要“加油”,這項(xiàng)任務(wù)就由天舟系列貨運(yùn)飛船來(lái)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。在天舟一號(hào)飛行任務(wù)中,天舟一號(hào)與目前正在軌飛行的我國(guó)首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室——天宮二號(hào)將實(shí)施我國(guó)首次推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加,計(jì)劃開(kāi)展多次推進(jìn)劑補(bǔ)加試驗(yàn),突破和掌握推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù),為我國(guó)空間站組裝建造和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)掃清能源供給問(wèn)題上的最后障礙。
以往,我國(guó)對(duì)航天器的跟蹤、測(cè)控以及在軌異常的及時(shí)監(jiān)測(cè)處置,主要依賴陸基測(cè)控站和?;鶞y(cè)量船。這就需要耗費(fèi)大量的人力物力建造、維護(hù)地面測(cè)控站和海上測(cè)量船,研制人員奔波在各個(gè)站點(diǎn)之間開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn),并且受到跨國(guó)、跨境地域限制。
天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船首次采用了以天基測(cè)控體制為主的設(shè)計(jì)原則。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是將原本在地面或海上的測(cè)量系統(tǒng)“搬”到了天上,避免了在地面或海上的地域限制,實(shí)現(xiàn)了對(duì)航天器在軌飛行的關(guān)鍵事件的全程跟蹤,以確保對(duì)在軌異常的及時(shí)監(jiān)測(cè)處置,降低了人力物力財(cái)力等成本。
為了帶動(dòng)元器件自主研制,加速實(shí)現(xiàn)元器件的自主可控,提前驗(yàn)證空間站中所用的關(guān)鍵元器件,作為飛行驗(yàn)證平臺(tái)的天舟一號(hào)首次大刀闊斧地使用了七大類國(guó)產(chǎn)新研核心元器件。徐小平認(rèn)為,元器件的自主可控為我國(guó)將來(lái)的空間站和載人飛船升級(jí)換代打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
在天舟一號(hào)之前,我國(guó)掌握的交會(huì)對(duì)接技術(shù)需要耗時(shí)2天左右,天舟一號(hào)將開(kāi)展自主快速交會(huì)對(duì)接試驗(yàn),將交會(huì)對(duì)接的時(shí)間控制在6小時(shí)左右??焖俳粫?huì)對(duì)接的實(shí)現(xiàn),有利于提高飛行器在軌飛行的可靠性,減少交會(huì)對(duì)接過(guò)程中包括軌道控制等在內(nèi)產(chǎn)生的資源消耗,同時(shí),更大程度保障飛行器,主要是未來(lái)空間站的安全,方便空間站突發(fā)事件應(yīng)急處理。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。
作為往返于天地之間的交通工具,對(duì)比神舟系列飛船的“載人”特點(diǎn),天舟系列貨運(yùn)飛船的主要功能是“運(yùn)貨”。而作為運(yùn)貨的“太空快遞員”,天舟一號(hào)在滿足運(yùn)輸貨物需求的同時(shí),還最大限度地發(fā)揮了平臺(tái)效能。天舟一號(hào)隨船搭載了幾十臺(tái)載荷設(shè)備,在軌開(kāi)展十余項(xiàng)載荷試(實(shí))驗(yàn),實(shí)現(xiàn)“一次飛行、多方受益”。
天舟一號(hào)將在飛行任務(wù)結(jié)束后,經(jīng)由地面飛控工作人員決策,實(shí)施主動(dòng)離軌,墜落于南太平洋指定海域。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)離軌方式落到預(yù)定海域,既避免自身成為太空垃圾、避開(kāi)離軌過(guò)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)。