中国空间站建设记:“天舟快递”又快又准

中国空间站建设记:“天舟快递”又快又准

2022年11月24日 05:38 来源:人民日报海外版
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  “天舟快递”又快又准(筑梦“太空之家”——中国空间站建设记? )

  11月21日,在甘肃酒泉卫星发射中心,神舟十五号载人飞船与长征二号F遥十五运载火箭组合体转运至发射区。神舟十五号计划近日择机实施发射,将3名中国航天员送入中国空间站。

  兵马未动,粮草先行。不久前,天舟五号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口,转入组合体飞行段,中国航天员首次在空间站迎接货运飞船来访。随着空间站建成在即,空间站的天地货物运输也将进入常态化运营模式。

  创造最快交会对接纪录

  天舟五号首次实现了在空间站有人驻留情况下的交会对接。这也是天舟货运飞船首次采用2小时自主快速交会对接模式。

  快,是“天舟快递”最大的特点之一。2021年以来,天舟二号、天舟三号、天舟四号相继与天和核心舱交会对接,中国自主快速交会对接技术实现了持续进步。如今,2个小时的“交货”时间,创造了航天器最快交会对接的世界纪录。

  据专家介绍,与此前6.5小时的快速交会对接相比,天舟五号主要进行了两方面的方案优化和调整:一是将远距离导引过程中的多圈次飞行压缩为半圈,将多次变轨压缩为两次综合机动,由约4个小时减少到约1个小时;二是在近距离自主控制段减少了多个停泊点,通过“少停站”的方式将该阶段从2个多小时缩短为约40分钟。

  快速交会对接技术的突破,对中国空间站的长期在轨运营具有重大现实意义。一方面,运输时长的缩短使运输特殊鲜活试验品成为可能,而且能够极大增强太空紧急救援能力。另一方面,如果将该技术应用于神舟载人飞船,就能让航天员更快地进入空间站。

  在未来,2小时“送货”也并非天舟货运飞船的唯一选择。飞船的制导导航与控制(GNC)系统可根据火箭入轨情况,自主选择不同时长的交会对接模式。除了目前最快的2小时方案外,还可以选择3小时、5小时和6.5小时方案等。

  交会对接模式多样化

  天舟货运飞船是世界现役货物运输能力最大、在轨支持能力最全面的货运飞船。此次天舟五号的上行物资约6.7吨,装载了神舟十五号3名航天员6个月的在轨驻留消耗品、推进剂、应用实(试)验装置等物资。

  准,是“天舟快递”最大的考验之一。专家表示,随着空间站构型从“一”字到“L”再到“T”字构型的不断改变,空间站组合体的体量也在不断变化,这给天舟飞船的对接机构带来了很多新考验。

  此次天舟五号货运飞船装载了8个贮箱,搭载了用于开展空间实验的3项实验、5台载荷设备,还增加了两个细胞试验单元的安装。其中,飞船上搭载了燃料电池发电系统载荷,计划开展中国首次燃料电池空间在轨试验,推动宇航燃料电池工程应用发展,为我国载人探月任务推进提供支持。

  载货量巨大的天舟飞船首次与空间站“T”字构型组合体对接,对接目标达80吨量级,证明了货运飞船对接机构对大吨位目标的适应性。这标志着我国的自主定轨技术精度更高,姿态轨道控制精度更高,综合制导技术水平更高,飞控流程更加优化,也标志着交会对接模式更加多样化、功能更加丰富,适应能力更强。

  货物运输能力更强

  目前,中国空间站建造已进入收官阶段。不久前,神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲圆满完成了空间站“T”字构型组装完成后的首次出舱活动。很快,神舟十五号乘组将与神舟十四号乘组在太空“会师”。届时,中国空间站将首次有6名航天员在轨驻留。天舟五号的物资也将为在轨交接后的神十五航天员提供后续半年最充分、最踏实的保障。

  大,是“天舟快递”未来的发展方向之一。

  航天星际星际官网平台登录集团五院天舟货运飞船总设计师白明生介绍,从天舟六号开始,货运飞船会进行系统升级,如对货物舱进行比较大的改进,大幅度增强密封舱的货物运输能力等。升级后,“天舟快递”给航天员提供的物资将可以支撑更长的时间。

  “更快的交会对接速度、更大的载重比、更大的货物运输能力是我们永远的追求。”航天星际星际官网平台登录集团五院天舟货运飞船总指挥冯永说。

  作为空间站的地面后勤补给航天器,天舟货运飞船采用型谱化方案,设计了满足不同货物运输需求的全密封、半密封、全开放3个货物舱模块,与通用推进舱模块组合形成全密封货运飞船、半密封货运飞船和全开放货运飞船3种型谱。冯永表示,未来如有大的备品备件需要送到空间站中,半密封货船或全开放的货船将把大件物资“搬上去”。

  刘 峣

【编辑:李岩】
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