2024中國空間站“迎新”：天舟七號帶“年貨”來啦

 

“3、2、1，點(diǎn)火！”

 

1月17日晚，長征七號運(yùn)載火箭托舉著天舟七號貨運(yùn)飛船在人群期待的目光中直沖霄漢，向中國空間站送出2024年的“新年太空大禮包”。

 

天舟七號“太空快遞”與長征七號“火箭專列”老搭檔有何新升級？“新年禮包”都有哪些來自地球家園的禮物？2024年中國載人航天工程的首次發(fā)射看點(diǎn)多多。

 

 

 

“火箭專列”再送“天舟”赴“天宮”

 

長征七號運(yùn)載火箭是為滿足中國空間站工程發(fā)射貨運(yùn)飛船而研制的新一代中型運(yùn)載火箭，近地軌道運(yùn)載能力達(dá)14噸，被人們親切稱為空間站的“火箭專列”。

 

2017年4月20日，長征七號運(yùn)載火箭成功發(fā)射天舟一號貨運(yùn)飛船，本次任務(wù)已是它第七次與“老搭檔”天舟貨運(yùn)飛船一起奔赴太空。

 

長征七號運(yùn)載火箭在研制過程中，是按載人火箭的可靠性標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的。“每發(fā)長征七號運(yùn)載火箭最大特色就在于‘穩(wěn)’。”航天科技集團(tuán)一院長征七號運(yùn)載火箭發(fā)射隊(duì)隊(duì)員周寧說。

 

一般衛(wèi)星發(fā)射入軌后即使位置略有偏差也可再慢慢調(diào)整，而天舟貨運(yùn)飛船要與以每秒7.8公里高速運(yùn)行的中國空間站進(jìn)行對接，入軌精度與可靠性同等重要。為此，長征七號運(yùn)載火箭通過迭代制導(dǎo)控制，二子級火箭將能根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)修正航向，將天舟貨運(yùn)飛船送到設(shè)定位置。

 

未來幾年，長征七號運(yùn)載火箭將繼續(xù)執(zhí)行空間站貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù)，以每年1至2次的發(fā)射頻率為中國空間站正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供物資保障。航天科技集團(tuán)一院長征七號運(yùn)載火箭發(fā)射隊(duì)隊(duì)員邵業(yè)濤介紹，長征七號運(yùn)載火箭正開展5.2米整流罩的研制工作，將提高載荷適應(yīng)范圍，充分發(fā)揮火箭能力。

 

 

1月15日，天舟七號貨運(yùn)飛船與長征七號遙八運(yùn)載火箭組合體垂直轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)。新華社發(fā)（胡煦劼 攝）

 

 

“太空快遞”解鎖“送貨”新模式

 

給茫茫太空中的空間站“送貨”，其難度無異于“萬里穿針”，這一過程被稱為“太空牽手”，必須既快又穩(wěn)。本次天舟七號貨運(yùn)飛船入軌后采用3小時(shí)快速交會(huì)對接方案，相比常規(guī)6.5小時(shí)快速交會(huì)對接方案，進(jìn)一步壓縮了對接時(shí)間。

 

從6.5小時(shí)到3小時(shí)，時(shí)間的節(jié)省離不開高效的指揮，航天科技集團(tuán)五院研制的飛船制導(dǎo)導(dǎo)航與控制（GNC）系統(tǒng)便是飛船遨游太空的“領(lǐng)航員”。

 

據(jù)悉，此次任務(wù)通過調(diào)整飛船的飛行軌跡，天舟貨運(yùn)飛船與空間站的遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段縮短了一個(gè)圈次，時(shí)長相應(yīng)縮短約1.5小時(shí)。在近距離導(dǎo)引段，由于技術(shù)日趨成熟，減少了“走走停停”，縮短了約2小時(shí)。

 

“此次3小時(shí)快速交會(huì)對接方案是綜合火箭系統(tǒng)、空間站系統(tǒng)的相關(guān)要求提出的全新對接方式。”航天科技集團(tuán)五院專家李智勇告訴記者，該方案靈活度更高，適應(yīng)范圍更廣，進(jìn)一步提高了貨運(yùn)飛船自主交會(huì)對接能力，豐富了交會(huì)對接模式，進(jìn)一步推動(dòng)了中國空間交會(huì)對接技術(shù)發(fā)展。

 

  

 

1月17日22時(shí)27分，搭載天舟七號貨運(yùn)飛船的長征七號遙八運(yùn)載火箭，在中國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火發(fā)射。約10分鐘后，飛船與火箭成功分離并進(jìn)入預(yù)定軌道，之后飛船太陽能帆板順利展開，發(fā)射取得圓滿成功。新華社記者 劉金海 攝

 

 

“新年禮包”貨物多達(dá)260余件

 

天舟七號貨運(yùn)飛船是世界現(xiàn)役貨物運(yùn)輸能力最大、貨運(yùn)效率最高、在軌支持能力最全的貨運(yùn)飛船，由航天科技集團(tuán)五院抓總研制。作為今年中國載人航天工程的第一次發(fā)射任務(wù)，它將為在軌的神舟十七號和后續(xù)的神舟十八號兩個(gè)乘組運(yùn)送補(bǔ)給物資。

 

本次天舟七號攜帶的航天員系統(tǒng)、空間站系統(tǒng)、應(yīng)用任務(wù)領(lǐng)域、貨運(yùn)飛船系統(tǒng)和工程總體貨物多達(dá)260余件，運(yùn)輸物資總重約5.6噸，具有裝載貨物種類多、大型貨物多的特點(diǎn)。其中，試驗(yàn)載荷定制貨包等大型貨物，每件貨物重量在100千克以上，將應(yīng)用于空間站在軌運(yùn)營、空間在軌科學(xué)試驗(yàn)以及航天員生活保障。

 

這得益于天舟貨運(yùn)飛船裝載量的提升。航天科技集團(tuán)五院專家楊勝介紹，從天舟六號開始，天舟系列飛船“升級”為改進(jìn)型貨運(yùn)飛船，裝載空間和裝載重量都得到了提升。

 

隨著飛船載貨量增加，大家“備貨”的底氣越來越足。天舟七號還為航天員乘組準(zhǔn)備了2400千克的生活物資，包括龍年春節(jié)年貨、新鮮果蔬大禮包等。其中新鮮水果將近90公斤，讓航天員在太空也能“暢吃”果蔬。此外還搭載了多個(gè)科學(xué)載荷，對后續(xù)空間探測具有重要意義。

 

“我們?yōu)楹教靻T乘組精心準(zhǔn)備了龍年的盲盒，可以為大家展現(xiàn)出來一個(gè)非常不一樣的、星辰大海一樣的龍年。”中國航天員中心航天員系統(tǒng)副總指揮尹銳說。

 

此外，中國載人航天工程已建立天地聯(lián)動(dòng)的物資信息系統(tǒng)。隨著建造階段任務(wù)在軌數(shù)據(jù)的累積，模型越來越精確，可對后續(xù)需求進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)估，所需物資不少帶同時(shí)也不多帶，補(bǔ)給效能不斷提升。

 

 

1月17日22時(shí)27分，搭載天舟七號貨運(yùn)飛船的長征七號遙八運(yùn)載火箭，在中國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火發(fā)射。約10分鐘后，飛船與火箭成功分離并進(jìn)入預(yù)定軌道，之后飛船太陽能帆板順利展開，發(fā)射取得圓滿成功。新華社記者 張麗蕓 攝

 

 

新一代供電插座 實(shí)現(xiàn)低成本在軌維修

 

本次天舟七號的大禮包里還有一位特別的“新成員”——可在軌獨(dú)立更換熔斷器的新型供電插座。雖然這位空間站“新成員”身形嬌小，只有10厘米見方，但卻具備快速拆裝、插槽對位等多項(xiàng)在軌維修功能，將對航天員在空間站的在軌用電起到舉足輕重的作用。

 

如果把空間站看做一個(gè)配置豪華的“三居室”，那么“室內(nèi)”的各種載荷就像房間中的“家用電器”，想要讓它們保持正常工作，除依靠供電電源外，供電插座也必不可少。

 

在空間站建造階段初期，供電插座一旦發(fā)生熔斷器熔斷，只能進(jìn)行整機(jī)更換，由航天員將供電插座帶回地面返廠維修，維修成本高、周期長。隨著空間站內(nèi)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)逐步增加，對接于供電插座的載荷種類越來越多，用電狀態(tài)和工況更加復(fù)雜，供電插座內(nèi)部熔斷器異常熔斷的概率增加，整機(jī)返廠維修方式已不適應(yīng)載人航天新需求。

 

為此，航天科技集團(tuán)五院研制團(tuán)隊(duì)開展了基于微重力環(huán)境的熔斷器組件維修技術(shù)研究，供電插座維修方式由“整機(jī)維修”優(yōu)化為“外置器件”維修方式。

 

采用新一代供電插座后，航天員在軌維修時(shí)，僅需像“擰螺絲”一樣，摘掉供電插座外置熔斷器組件、更換新的組件，即可完成維修，可大幅節(jié)約成本、縮短維修周期。

 

 

文字記者：宋晨、胡喆、徐鵬航、李國利、趙葉蘋、陳凱姿

 

編輯：舒靜、張善臣、林立平、鄭雅寧、金怡、魏海、鄔金夫、姜子煒

 

海報(bào)設(shè)計(jì)：常清潭

 

統(tǒng)籌：黃小希、郜新鑫