2024中國空間站“迎新”：天舟七號帶“年貨”來啦

 

“3、2、1，點火！”

 

1月17日晚，長征七號運載火箭托舉著天舟七號貨運飛船在人群期待的目光中直衝霄漢，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射看點多多。

 

 

 

“火箭專列”再送“天舟”赴“天宮”

 

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

 

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

 

長征七號運載火箭在研製過程中，是按載人火箭的可靠性標準設計的。“每發長征七號運載火箭最大特色就在於‘穩’。”航天科技集團一院長征七號運載火箭發射隊隊員周寧説。

 

一般衛星發射入軌後即使位置略有偏差也可再慢慢調整，而天舟貨運飛船要與以每秒7.8公里高速運行的中國空間站進行對接，入軌精度與可靠性同等重要。為此，長征七號運載火箭通過迭代制導控制，二子級火箭將能根據實際情況隨時修正航向，將天舟貨運飛船送到設定位置。

 

未來幾年，長征七號運載火箭將繼續執行空間站貨運飛船發射任務，以每年1至2次的發射頻率為中國空間站正常運轉提供物資保障。航天科技集團一院長征七號運載火箭發射隊隊員邵業濤介紹，長征七號運載火箭正開展5.2米整流罩的研製工作，將提高載荷適應範圍，充分發揮火箭能力。

 

 

1月15日，天舟七號貨運飛船與長征七號遙八運載火箭組合體垂直轉運至發射區。新華社發（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”，其難度無異於“萬里穿針”，這一過程被稱為“太空牽手”，必須既快又穩。本次天舟七號貨運飛船入軌後採用3小時快速交會對接方案，相比常規6.5小時快速交會對接方案，進一步壓縮了對接時間。

 

從6.5小時到3小時，時間的節省離不開高效的指揮，航天科技集團五院研製的飛船制導導航與控制（GNC）系統便是飛船遨遊太空的“領航員”。

 

據悉，此次任務通過調整飛船的飛行軌跡，天舟貨運飛船與空間站的遠距離導引段縮短了一個圈次，時長相應縮短約1.5小時。在近距離導引段，由於技術日趨成熟，減少了“走走停停”，縮短了約2小時。

 

“此次3小時快速交會對接方案是綜合火箭系統、空間站系統的相關要求提出的全新對接方式。”航天科技集團五院專家李智勇告訴記者，該方案靈活度更高，適應範圍更廣，進一步提高了貨運飛船自主交會對接能力，豐富了交會對接模式，進一步推動了中國空間交會對接技術發展。

 

  

 

1月17日22時27分，搭載天舟七號貨運飛船的長征七號遙八運載火箭，在中國文昌航天發射場點火發射。約10分鐘後，飛船與火箭成功分離並進入預定軌道，之後飛船太陽能帆板順利展開，發射取得圓滿成功。新華社記者 劉金海 攝

 

 

“新年禮包”貨物多達260余件

 

天舟七號貨運飛船是世界現役貨物運輸能力最大、貨運效率最高、在軌支持能力最全的貨運飛船，由航天科技集團五院抓總研製。作為今年中國載人航天工程的第一次發射任務，它將為在軌的神舟十七號和後續的神舟十八號兩個乘組運送補給物資。

 

本次天舟七號攜帶的航天員系統、空間站系統、應用任務領域、貨運飛船系統和工程總體貨物多達260余件，運輸物資總重約5.6噸，具有裝載貨物種類多、大型貨物多的特點。其中，試驗載荷定制貨包等大型貨物，每件貨物重量在100千克以上，將應用於空間站在軌運營、空間在軌科學試驗以及航天員生活保障。

 

這得益於天舟貨運飛船裝載量的提升。航天科技集團五院專家楊勝介紹，從天舟六號開始，天舟系列飛船“升級”為改進型貨運飛船，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備了2400千克的生活物資，包括龍年春節年貨、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。此外還搭載了多個科學載荷，對後續空間探測具有重要意義。

 

“我們為航天員乘組精心準備了龍年的盲盒，可以為大家展現出來一個非常不一樣的、星辰大海一樣的龍年。”中國航天員中心航天員系統副總指揮尹銳説。

 

此外，中國載人航天工程已建立天地聯動的物資信息系統。隨著建造階段任務在軌數據的累積，模型越來越精確，可對後續需求進行精準預估，所需物資不少帶同時也不多帶，補給效能不斷提升。

 

 

1月17日22時27分，搭載天舟七號貨運飛船的長征七號遙八運載火箭，在中國文昌航天發射場點火發射。約10分鐘後，飛船與火箭成功分離並進入預定軌道，之後飛船太陽能帆板順利展開，發射取得圓滿成功。新華社記者 張麗蕓 攝

 

 

新一代供電插座 實現低成本在軌維修

 

本次天舟七號的大禮包裏還有一位特別的“新成員”——可在軌獨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釐米見方，但卻具備快速拆裝、插槽對位等多項在軌維修功能，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配置豪華的“三居室”，那麼“室內”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，供電插座一旦發生熔斷器熔斷，只能進行整機更換，由航天員將供電插座帶回地面返廠維修，維修成本高、週期長。隨著空間站內空間科學實驗逐步增加，對接于供電插座的載荷種類越來越多，用電狀態和工況更加複雜，供電插座內部熔斷器異常熔斷的概率增加，整機返廠維修方式已不適應載人航天新需求。

 

為此，航天科技集團五院研製團隊開展了基於微重力環境的熔斷器組件維修技術研究，供電插座維修方式由“整機維修”優化為“外置器件”維修方式。

 

採用新一代供電插座後，航天員在軌維修時，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，可大幅節約成本、縮短維修週期。

 

 

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

 

海報設計：常清潭

 

統籌：黃小希、郜新鑫