“天舟一号”发射成功!“订单”已发往“天宫二号”

如果说“天宫二号”是我国建造的“太空旅馆”,“神舟”飞船是“载客大巴”,那么“天舟一号”就是为旅馆和旅客运送物资给养的“太空快递员”。“天舟一号”是我国自主研制的第一艘货运飞船,也是中国载人航天工程空间实验室阶段的收官之战。

2017年4月20日17时41分,伴随着震耳欲聋的轰鸣,“长征七号”托举着“天舟一号”在海天之间划出一道绚丽的轨迹飞向太空,首单国产“太空快递”正式发货!

“天舟一号”是个大块头

“天舟一号”是伴随我国航天技术的发展需要而出现的,它的主要任务是为“天宫二号”以及未来空间站运输物资和给养。“天舟一号”采用两舱构型,能够独立飞行3个月,是我国目前体积最大,质量最大的单体航天器

“天舟一号”是目前世界上运载效率最高的飞船之一

“天舟一号”的载货比(货物重量占飞船总重的比例)高达0.48,是目前世界上运载效率最高的飞船之一。这次“太空快递”的物品包括:各种太空实验设备和维持天宫二号运行的各种补给,以及部分科研仪器。这些货物将会被分门别类打包,并放置在不同的货物隔断里。

“天舟一号”有三种不同的运输工作模式

“天舟一号”作为货运飞船,根据不同的需要,具有三种不同的运输工作模式:fully pressurized(大意:全加压式),semi-pressurized(大意:半加压式)和fully unpressurized(大意:非加压式)。“全加压式”是“天舟一号”的基本工作模式,在这一工作模式下,飞船可以实现满载6.5吨,运载效率达到最高。而“半加压式”或“非加压式”工作模式,则是针对部分设备、精密仪器无法承受高压运输的情况时所采用的。

“天舟一号”将全力为“天宫二号”“加油”

除了货物运输外,“天舟一号”最为重要的任务就是与“天宫二号”实现交会对接,验证推进剂在轨补加技术,这项技术是我国未来建设空间站的关键技术之一。

一般的载人飞船与空间站的对接机构仅包括电气、数据接口两种连接,而此次“天舟一号”则多出了用于输送推进剂和氧化剂的两种连接,燃料补加共有三十多个步骤,操作相当复杂。值得一提的是,“天舟一号”全新设计的两个独立推进剂储存系统,不仅为“天宫二号”携带一箱推进剂,其用于自身控制的推进剂也可以在不需要时“转让”给“天宫二号”使用。

而此次“天舟一号”’与“天宫二号”的对接过程与“神舟十一号”有所不同,神舟飞船完成对接全过程持续2天左右。而“天舟一号”的设计是3到5天完成对接,因为不载人,所以不必考虑节省时间,推进剂节省得越多,可用于补加的也就越多。

“天舟一号”将与“天宫二号”进行三次对接

按照计划,今年内“天舟一号”将与“天宫二号”进行三次对接。

第一次对接发生在“天舟一号”发射入轨的两天后,对接完成的“天舟一号”与“天宫二号”组合体将进行两个月的飞行。在此期间,“天舟一号”会不间断进行飞行状态检查,对组合体飞行器进行姿态、轨道控制,并进行推进剂补加实验。

“天舟一号”推进剂补加系统示意图

完成第一次交会对接相关任务后,“天舟一号”将与“天宫二号”第一次分离,并与之相对绕行,从另一侧与“天宫二号”进行二次对接。完成绕飞试验之后,两个航天器将再次分离,各自独立飞行3个月。在此期间,“天舟一号”的主要任务是进行一些空间搭载实验项目。

在第二次分离的末期,“天舟一号”与“天宫二号”会进行最后一次对接,要求两个航天器在六个小时的时间里完成对接,从而验证自主快速交会对接技术。该实验成功后可广泛用于载人飞船以及货运飞船的对接过程,大大提高交会对接效率。完成所有既定任务后,“天舟一号”将受控离轨,陨落至预定安全海域,而“天宫二号”将留轨继续开展其他拓展试验和应用。

每一艘神舟飞船背后,有一个默默无闻的火箭

本次“天舟一号”发射任务由长征七号遥二运载火箭执行,这也是长征七号运载火箭的首次正式任务。长征七号分为两级结构,捆绑四枚助推器,全长53.1米,起飞质量597吨,近地轨道运载能力13.5吨,是我国新一代中型运载火箭。

长征七号中型运载火箭

传统燃料四氧化二氮与偏二甲肼组合有剧毒和易分解的缺点,相对于此,长征七号所采用的液氧煤油组合燃料更加安全可靠,加注后可停放24小时,能为成功发射争取更多有利时间。总而言之,长征七号通过技术革新有效地降低了发射成本,大大提高了发射可靠性,能够很好地承担运载货运飞船的常态化发射任务。

(文章来源:太空联盟)