天舟，快遞一哥點亮太空征程

圖片説明：長征七號遙二運載火箭與天舟一號貨運飛船組合體在垂直轉運中。 （新華社發）

　　4月20日19時41分，中國文昌航天發射場，天舟一號貨運飛船乘坐長征七號運載火箭升上太空。作為我國首艘貨運飛船，“快遞一哥”天舟有哪些獨門絕活，又將在這場首秀中迎來哪些大考？請看《經濟日報》記者從海南文昌發回的報道。

　　關鍵詞1：“新”

　　我國空間站貨運系統首秀

　　天舟一號飛行任務是我國空間站貨物運輸系統的首次飛行試驗。

　　在我國載人航天工程中，有“神舟”和“天舟”兩大系列飛船。大家所熟知的神舟系列飛船是載人飛船，已經11次飛上太空，剛剛開啟首秀的天舟飛船隻管運貨，是新入職的太空快遞員。

　　“天舟一號由貨物艙和推進艙組成，總長10.6米，艙體最大直徑3.35米，整船最大裝載狀態下重量可達13.5噸。天舟一號的個頭比天宮二號和神舟飛船都要大，是我國目前發射的體積最大、重量最重的航天器。”航天科技集團五院天舟一號副總設計師徐小平對記者説。

　　與載人飛船神舟系列不同，天舟不需要具備上升段載人能力，也無須載人返回能力，只需要在軌期間具備接納飛行員進艙取貨的能力。這讓天舟可以省去座椅、應急救生等許多與載人有關的系統，運送更多的貨物。

　　作為太空快遞的大力士，天舟一號的上行載貨比、貨物運輸等綜合能力比肩甚至優於國際現役貨運飛船。它能將超過6噸的物資運上太空，接近天宮一號載荷能力的2倍，高於俄羅斯貨運飛船進步號M型和美國的天鵝座飛船擴展型。

　　天舟一號還邁出了我國載人航天器型譜化設計的第一步。

　　我國航天界較早使用“型譜”概念的是運載火箭。然而，勇敢邁出載人航天器型譜化設計第一步的則是天舟一號。針對運輸貨物的不同類型和需求，天舟系列貨運飛船設計了“全密封”“半開放”“全開放”三種型譜，按照模組化思路搭建平臺型譜，推進艙模組公用，貨物艙模組根據任務要求選擇。模組化設計讓飛船建造類似于搭“積木”，降低了研製成本，縮短了週期。作為首發貨運飛船，天舟一號設計為全密封型譜狀態。

　　新的不僅是飛船。這是我國空間站貨物運輸系統在文昌航天發射場的首次實用性亮相，“首秀”考驗了各大相關係統的配合。

　　“這是文昌航天發射場首次採用零窗口發射。”天舟一號飛行任務發射場區指揮部指揮長張學宇説，由於此次任務中天舟一號貨運飛船入軌後要和天宮二號準確對接，對發射精度要求很高，發射窗口不是一個時間範圍，而是一個確定的時間點，這就是航天人所説的“零窗口”，對火箭和發射場系統的可靠性提出了很高要求。

　　“這次任務是長征七號首次應用飛行。”航天科技集團一院長征七號火箭副總設計師助理胡曉軍説，為了任務的成功，本次飛行的長征七號遙2火箭較去年首飛的長征七號遙1火箭作出了75項改進，發射場的地面設施設備也有26項變化。

　　“首秀”的天舟一號還大膽採用了七大類國産新研核心元器件，首次大規模推動核心元器件自主可控。“作為飛行驗證平臺，天舟核心元器件全部國産化，其中多是第一次經受太空飛行考驗，這會為將來建設空間站和載人飛船升級換代打好基礎。”徐小平説。

　　關鍵詞2：“難”

　　太空加油、二代對接、天基測控

　　天舟一號起飛前已在地面經歷了上千小時測試驗證、上百次大型試驗考核，上天之後它還將迎來太空大考，突破幾個國際公認的載人航天技術難題。

　　太空加油就是天舟一號的新技能。

　　汽車需要加油，未來空間站長期在軌也需要“加油”。此前，掌握了在軌推進劑補加技術的國家只有俄羅斯和美國。其中，實現在軌加注應用的只有俄羅斯。歐空局、加拿大、日本等也在積極探索，國際上在該領域的比拼從未停歇。

　　10年前，俄羅斯曾提出可以提供技術合作，中國的航天人卻開始了自主研發。

　　近10年來，接下這個任務的中國航天科技集團公司六院801所研製團隊從零開始攻堅克難，從補加方案論證、系統設計，到金屬膜盒貯箱、壓氣機、浮動斷接器等關鍵單機的研製，再到補加原理試驗、系統試車、可靠性試驗，闖過了一道又一道難關。

　　現在，這項技術即將迎來太空飛行的考驗。天舟一號將與天宮二號實施我國首次推進劑在軌補加，並計劃開展多次推進劑補加試驗。

　　徐小平説：“這個技術很關鍵，將為我國空間站組裝建造和長期運營掃清在能源供給問題上的最後障礙。”

　　天舟一號還將突破自主快速交會對接技術。

　　6年前，中國航天器完成首次太空交會對接，本次對接有何不同呢？

　　“如果把神舟八號載人飛船對接機構稱為第一代對接機構，那麼天舟一號貨運飛船對接機構可稱為第二代産品，這次是第二代産品的首飛。”航天科技集團八院載人飛船系統、空間實驗室系統副總設計師張崇峰介紹。

　　二代對接用時更短，效率大幅提高。此前，我國掌握的交會對接技術需要耗時兩天左右，天舟一號將開展自主快速交會對接試驗，實現6.5小時內完成兩個航天器之間的交會對接。

　　二代對接技術將實現“重量級”大噸位航天器對接。過去神舟和天宮的交會對接，是兩個8噸級航天器對接，屬於“輕量級”。新的對接機構，必須保證未來空間站建造階段8噸至180噸航天器實現各種方式的對接，是“重量級”對接。

　　在此次任務中，天舟一號與天宮二號將實現3次交會對接，這在我國載人航天歷史上還是第一次。連續三次對接對於對接機構的控制、空間環境壽命、重復對接性能提出了更高要求。

　　天舟一號任務還是我國首次以天基測控為主實施飛行控制。

　　“以往，我們對航天器的跟蹤、測控以及在軌異常的及時監測處置，主要依賴陸基測控站和海基測量船。”徐小平説，這一次，天舟一號任務的測控系統“搬”到了天上，將通過中繼衛星實現對航天器在軌飛行的全程跟蹤。與地基測控相比，天基測控範圍寬、可以減少大量人力，還可以讓天舟一號中各種載荷的實驗數據實時下傳，可謂好處多多，但“中繼系統也是特別複雜的系統，技術上有很多挑戰”。

　　關鍵詞3：“長”

　　任務持續時間半年以上

　　重任在肩的天舟一號將在太空中駐留相當長的時間。

　　天舟一號入軌後，將與天宮二號自動交會對接，形成組合體，在軌飛行約2個月。之後，天舟一號撤離天宮二號，進入獨立運行階段，獨立飛行時間不少於3個月。掐指一算，天舟一號將在軌飛行至少5個多月的時間，這可是目前我國載人航天任務中，時間跨度最大的一次。

　　這麼長的時間當然不能浪費。整個任務期間，除了3次推進劑補加、3次交會對接的重頭戲外，天舟一號還將開展空間應用和航天技術等多領域的實驗項目。

　　天舟一號在滿足運輸貨物需求的同時，還最大限度發揮了平臺效能，隨船搭載了幾十台載荷設備，在軌開展十余項載荷試驗，實現“一次飛行、多方受益”的目標。

　　載人航天工程空間應用系統副總設計師李緒志介紹，空間應用系統在天舟一號上將開展微重力對細胞增殖和分化影響研究等4項科學實驗研究及技術驗證試驗。“比如説，微重力對細胞影響的實驗之一就將幫助我們尋找骨質流失的分子靶點，為開發治療骨質疏鬆的藥物提供依據。”

　　天舟一號任務雖然不載人，卻也將為航天員系統提供相關實驗數據。航天員系統副總設計師黃偉芬介紹，本次任務將搭載1套艙外航天服結構服，獲取有關力學和溫度數據，為艙外航天服改進提供設計依據；天舟一號上搭載的乘員生活物資按3人30天的需求量配置，主要為品質模擬件；還將開展天舟一號空氣微生物和表面微生物採樣檢測，驗證貨船微生物控制方案，併為將來方案改進提供有效依據。

　　據悉，既定任務完成之後，天舟一號將視情開展拓展試驗和應用。在所有飛行任務結束後，天舟一號將經由地面飛控工作人員決策，完成我國航天器的首次主動離軌受控隕落，墜落于南太平洋指定區域。這將讓天舟一號避免成為太空垃圾，為打造潔凈、安全的太空環境作出貢獻。

　　天舟一號不是普通的太空快遞員，作為中國太空“快遞一哥”，它肩負著我國未來空間站貨運系統首次大考，是一個承前啟後的關鍵角色。

　　“此次任務是中國載人航天工程空間實驗室階段的最後一次發射，也是我們建造空間站之前的最後一次發射。”中國載人航天工程總設計師周建平説，“天舟一號任務成功後，空間實驗室任務就完成了，我們可以開始建造空間站了。”

　　天舟一號上天了，中國空間站也不遠了。我們期待著，天舟系列快遞為中國人的太空征程加油，點亮我們探索星辰大海的航燈。（經濟日報·中國經濟網記者 佘惠敏）

　　（原標題：天舟，快遞一哥點亮太空征程）