解讀天舟一號：不僅是送貨那么簡單

中國自主研制的首艘貨運飛船“天舟一號”計劃在4月20日至24日擇機(jī)發(fā)射。在這位“太空快遞員”啟程前，相關(guān)專家受訪時指出：貨運飛船，不僅是送貨那么簡單。

 

 

4月17日7時30分，承載著長征七號遙二運載火箭與天舟一號貨運飛船組合體的活動發(fā)射平臺駛出總裝測試廠房，平穩(wěn)行駛約2.5小時后，垂直轉(zhuǎn)運至發(fā)射區(qū)。閆寧 攝  

 

“貨運飛船開創(chuàng)人類太空長期駐留時代。”國際宇航聯(lián)空間運輸委員會秘書長、中國航天科工集團(tuán)公司二院二部研究員楊宇光說。

 

1978年1月20日，蘇聯(lián)拜科努爾航天中心成功發(fā)射人類首艘貨運飛船“進(jìn)步一號”，并在發(fā)射兩日后與在軌運行的禮炮六號空間站對接，為兩名航天員送去1.3噸的食物、給養(yǎng)、零件備份和科學(xué)儀器，以及帶去1噸的推進(jìn)劑和氧氣。

 

楊宇光說，載人空間站運行軌道高度較低，大氣產(chǎn)生的阻力會使空間站不斷減速，導(dǎo)致軌道降低。以往空間站在耗盡自身攜帶的推進(jìn)劑貯存量后便難以為繼。

 

“另一方面，直到今日環(huán)控生保系統(tǒng)也沒有實現(xiàn)消耗品100%回收利用，意味著人類在太空長期駐留需要不斷補(bǔ)充給養(yǎng)。”楊宇光說，自從進(jìn)步號貨運飛船出現(xiàn)，蘇聯(lián)便不斷刷新人類在太空駐留的紀(jì)錄，比如和平號空間站創(chuàng)造人類在太空連續(xù)駐留423天的“奇跡”。

 

中國航天科技集團(tuán)五院研究員龐之浩說，最初的貨運飛船都是從載人飛船演變過來，蘇聯(lián)對聯(lián)盟號載人飛船進(jìn)行改裝，“拆掉座椅、環(huán)境控制與生命保障、返回著陸和應(yīng)急救生等系統(tǒng)”，使進(jìn)步號貨運飛船每次飛行可送去2噸左右的物資。

 

 

4月17日7時30分，垂直轉(zhuǎn)運的順利完成，標(biāo)志著“天舟一號”飛行任務(wù)正式進(jìn)入發(fā)射階段。張文軍 攝  

 

此外，進(jìn)步號飛船為空間站送去維修用的部件和新的科學(xué)實驗儀器，使人們可以更靈活多樣地安排新的科學(xué)實驗，成為空間站效能的“倍增器”。

 

進(jìn)步號貨運飛船經(jīng)歷多次改型，服役至今。統(tǒng)計稱，從1978年的“進(jìn)步一號”到2017年2月22日發(fā)射的“進(jìn)步MS—05號”，蘇聯(lián)/俄羅斯累計發(fā)射了156艘進(jìn)步號貨運飛船。

 

龐之浩特別提到，進(jìn)步號貨運飛船在1993年、1999年先后兩次進(jìn)行“人造月亮”實驗：打開它攜帶的直徑達(dá)22米的太陽傘，在距離地球350千米高的地方向地面反射一道亮光，其亮度相當(dāng)于月球的兩三倍。

 

不過，單靠進(jìn)步號貨運飛船無法滿足重量超過400噸、擁有6名常駐乘組的國際空間站運營所需。為此，歐洲航天局研制自動轉(zhuǎn)移飛行器(ATV)，日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)研制空間站轉(zhuǎn)運飛行器(HTV)。

 

楊宇光說，ATV的貨運能力是“進(jìn)步號”的三倍左右，但從2008年至2014年僅執(zhí)行5次任務(wù)便“棄而不用”，只是將其推進(jìn)艙用在美國新一代獵戶座飛船上。HTV每次可為國際空間站運送6噸貨物，其特點是在“貨運飛船界”擁有最大艙門。從2009年9月至2016年12月，HTV成功完成6次任務(wù)，接下來將發(fā)展出低成本的HTV—X。

 

美國政府在21世紀(jì)初提出“商業(yè)軌道運輸服務(wù)”計劃，旨在讓私營公司研發(fā)用于空間站貨運及乘組運輸?shù)暮教炱?。美國太空探索技術(shù)公司(SpaceX)的“龍飛船”、美國阿聯(lián)特技術(shù)系統(tǒng)公司和軌道科學(xué)公司的天鵝座貨運飛船、美國內(nèi)華達(dá)山脈公司的追夢者航天飛機(jī)等“應(yīng)運而生”。

 

楊宇光說，“龍飛船”與天鵝座飛船是目前僅有的正在使用的商業(yè)貨運飛船，它們的共同特點是類似于HTV——被空間站機(jī)械臂抓捕再靠泊在國際空間站。

 

龐之浩注意到，“龍飛船”采用熱防護(hù)罩，是目前唯一可以重返地球并運回物品的貨運飛船，因此備受青睞。截至2017年2月，“龍飛船”已進(jìn)行10次商業(yè)補(bǔ)給任務(wù)發(fā)射。

 

對于中國來說，重約13噸、貨運能力約為6噸的天舟貨運飛船將開啟空間站時代的黎明。“天舟”充分繼承了“天宮一號”、“天宮二號”和“神舟”積累的技術(shù)基礎(chǔ)，具備為空間站補(bǔ)加推進(jìn)劑的能力，還具備較長時間獨立自主飛行能力。

 

航天專家還將視線投向更遠(yuǎn)的未來，例如建設(shè)月球基地或火星基地，必然需要降低貨物運輸?shù)某杀尽?ldquo;將月球基地的貨物運輸成本降低到近地軌道貨運的水平，”楊宇光說，那將使人類進(jìn)入“開發(fā)太陽系的新紀(jì)元”。(完)