2023年5月10日晚,搭載天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)遙七運(yùn)載火箭,在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火。這份“太空快遞”出發(fā)后,用6.5小時(shí)完成了交會(huì)對(duì)接。“交會(huì)對(duì)接”這4個(gè)字看起來簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單,卻是航天器在軌運(yùn)行中最復(fù)雜的技術(shù)之一,也是建設(shè)中國(guó)空間站的關(guān)鍵技術(shù)。
天舟六號(hào)發(fā)射任務(wù)是中國(guó)空間站轉(zhuǎn)入應(yīng)用與發(fā)展階段后的首次飛行任務(wù)。這位“太空快遞員”送的是什么“貨”?載貨能力進(jìn)一步提升后,天舟六號(hào)進(jìn)行了哪些重要改進(jìn)?跟隨小編一起去看看吧!
[“太空快遞”包裹的“貨物”]
作為一艘貨運(yùn)飛船,大家最關(guān)心的當(dāng)然是天舟六號(hào)此次將為中國(guó)空間站送去哪些貨物,即這份全新的“太空快遞”里,都包含著哪些貨品?
在天舟六號(hào)22.5立方米有效容積的貨物艙里,一共有50個(gè)儲(chǔ)物柜,放置著航天員生活用品和做實(shí)驗(yàn)所需要的一些設(shè)備。在天舟六號(hào)的貨物清單里,新鮮水果約有70千克,大約是天舟五號(hào)攜帶水果重量的兩倍。這些水果將同時(shí)保障神舟十五號(hào)和神舟十六號(hào)航天員乘組的食用需求。
天舟六號(hào)經(jīng)過升級(jí)改進(jìn),“帶貨能力”更強(qiáng)了,因此水果等食品也就可以多帶一些。專家告訴我們,未來貨運(yùn)飛船運(yùn)送的物資將進(jìn)一步傾向于航天員的定制化需求,提升航天員的幸福感。后續(xù)計(jì)劃還將上行一個(gè)大冰箱,它不僅可以保障航天員的水果需求,還可以保障一些冷凍食品的需求。
[天舟六號(hào)肩負(fù)的重要使命]
以往我國(guó)載人航天工程運(yùn)送貨物依靠的是神舟飛船,而建設(shè)空間站后就改用天舟飛船來送貨了。天舟六號(hào)究竟是一艘什么樣的“船”?除了送貨,它還肩負(fù)著哪些重要使命?
天舟六號(hào)飛船全長(zhǎng)10.6米,整體分成兩個(gè)部分,下面比較小的部分是它的推進(jìn)艙,上面比較大的部分是它的貨物艙。它的發(fā)射重量最大為14噸,現(xiàn)在的載貨比是0.53,在目前現(xiàn)役貨運(yùn)飛船中運(yùn)載能力是最強(qiáng)的。
載貨比是指貨物重量占整個(gè)飛船的總重量的比例,載貨比數(shù)值越高,說明飛船運(yùn)貨能力越強(qiáng)。天舟貨運(yùn)飛船是專門為空間站送貨而研制的。在空間站建造之前,我國(guó)載人航天工程運(yùn)送貨物依靠的是神舟飛船,飛船除運(yùn)送航天員外,還要攜帶300千克物品。但目前我國(guó)已經(jīng)建成了空間站,航天員要在空間站長(zhǎng)期工作和生活,就需要貨運(yùn)飛船一次性把幾噸重的貨物送上去。飛船運(yùn)送的主要是航天員駐留所需的一些生活物資,包括他們的食品、衣服、節(jié)日用品以及一些衛(wèi)生用品等,還有給航天員在天上做實(shí)驗(yàn)的一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
空間站在太空中飛行,有時(shí)候需要調(diào)整自己的姿態(tài),這樣就需要消耗燃料。因此,貨運(yùn)飛船還有一項(xiàng)重要的使命,就是給空間站補(bǔ)加推進(jìn)劑。從天舟二號(hào)到天舟五號(hào),這幾艘貨運(yùn)飛船分別為空間站補(bǔ)加了2.5噸推進(jìn)劑,但這一次,天舟六號(hào)一共只攜帶了1.75噸的推進(jìn)劑,補(bǔ)加給空間站的只有700千克。
原因是,空間站建造階段在軌會(huì)進(jìn)行不同的姿態(tài)調(diào)整,推進(jìn)劑的消耗相對(duì)是比較多的?,F(xiàn)在空間站相當(dāng)于基本建造完畢,在運(yùn)營(yíng)發(fā)展階段,姿態(tài)的變化調(diào)整相對(duì)少了,所以它的推進(jìn)劑消耗也相對(duì)少了。
[天舟六號(hào)“乘坐”長(zhǎng)征七號(hào)火箭奔赴空間站]
“天舟快遞”能順利送達(dá),長(zhǎng)征七號(hào)遙七運(yùn)載火箭和天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船這對(duì)“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(duì)新任務(wù),挑戰(zhàn)依然存在。因?yàn)樵诤棋奶罩型瓿山粫?huì)對(duì)接,就像穿針引線,但凡有一點(diǎn)誤差都可能讓對(duì)接的兩個(gè)航天器擦肩而過,這就要求運(yùn)載火箭“零窗口發(fā)射”(指火箭發(fā)射時(shí)間和預(yù)定點(diǎn)時(shí)間偏差不能超過1秒)。
此次天舟六號(hào)發(fā)射是改進(jìn)型貨運(yùn)飛船的首次出征,技術(shù)狀態(tài)變化高達(dá)90余項(xiàng);長(zhǎng)征七號(hào)遙七運(yùn)載火箭首次執(zhí)行新的測(cè)發(fā)流程,基本沒有時(shí)間余量……這些全新因素,給此次任務(wù)帶來了很多新情況、新挑戰(zhàn)、新考驗(yàn)。為了確保萬無一失,工作人員持續(xù)跟蹤火箭及發(fā)射場(chǎng)設(shè)備設(shè)施狀態(tài),密切跟蹤技術(shù)狀態(tài)變化。
在距離地面約400千米的太空中,從指引天舟六號(hào)飛行至預(yù)定地點(diǎn),再到與空間站組合體交會(huì)對(duì)接,離不開測(cè)控通信系統(tǒng)的精確保障。天舟六號(hào)在測(cè)控通信系統(tǒng)的指引下,穩(wěn)步接近空間站。應(yīng)答機(jī)是天地通信的核心單機(jī)。飛船升空后,與地面建立通信鏈路,全靠應(yīng)答機(jī)“牽線搭橋”。在電視直播中,觀眾聽到的“發(fā)現(xiàn)目標(biāo)”“雙向捕獲完成”,就是飛船上的應(yīng)答機(jī)與經(jīng)過的地面站建立了聯(lián)系。
如果說,應(yīng)答機(jī)像是一輛往來天地的“專列”,把天舟六號(hào)的遙控、遙測(cè)、話音等重要信息統(tǒng)一進(jìn)行天地間的“擺渡”,空空通信就是空間站組合體和天舟六號(hào)交會(huì)對(duì)接的“聯(lián)絡(luò)員”。該設(shè)備由天線、空空通信機(jī)和接口等組成,成對(duì)配置在兩個(gè)需要對(duì)接的航天器上,承擔(dān)交會(huì)對(duì)接段以及撤離段航天器間的雙向數(shù)據(jù)傳輸任務(wù),負(fù)責(zé)傳送指令、姿態(tài)及定位數(shù)據(jù)等重要信息。在天舟六號(hào)與空間站組合體相距100千米時(shí),兩者便可建立通信,最終實(shí)現(xiàn)兩個(gè)航天器到達(dá)同一地點(diǎn)。
夢(mèng)想無垠,舟行萬里。得益于天舟貨運(yùn)飛船,中國(guó)人在太空長(zhǎng)期駐留的夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)。短短6年間,從天舟一號(hào)到天舟六號(hào),天舟貨運(yùn)飛船連戰(zhàn)連勝,為中國(guó)空間站建造發(fā)展和航天員工作生活送去了寶貴物資。在未來,作為空間站貨物和補(bǔ)給運(yùn)輸平臺(tái),天舟貨運(yùn)飛船將以平均每年1~2艘的頻率實(shí)施發(fā)射,為中國(guó)空間站送去更多“宇宙快遞”,創(chuàng)造更多的中國(guó)奇跡。