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空間站的“貨運專列” ——揭秘天舟二號貨運飛船

2021年05月31日 10:12

  空間站天和核心艙迎來第一位“訪客”。5月29日晚間,,由中國航天科技集團(tuán)五院抓總研制的天舟二號貨運飛船在海南文昌發(fā)射場成功發(fā)射,,并在約8小時后,,與天和核心艙順利實現(xiàn)快速交會對接,。

  與神舟載人飛船不同,天舟貨運飛船只運貨,、不送人,。這輛“貨運專列”運力有多強(qiáng)?帶去了什么物資,?快速交會對接如何實現(xiàn),?

  天舟二號運貨能力有多強(qiáng)?

  “目前世界上最大運載能力超過5噸的現(xiàn)役貨運飛船只有兩型,,中國的天舟就是其中之一,,天舟貨運飛船的運載能力處于國際領(lǐng)先水平?!敝袊教炜萍技瘓F(tuán)五院天舟二號貨運飛船總體副主任設(shè)計師雷劍宇說,。

  據(jù)悉,天舟貨運飛船由貨物艙和推進(jìn)艙兩艙組成,,采用型譜化,、模塊化設(shè)計思想開展平臺構(gòu)型和布局設(shè)計,發(fā)射重量13.5噸,,運貨能力6.9噸,。

  中國航天科技集團(tuán)五院天舟二號貨運飛船總設(shè)計師白明生介紹,為了打造出貨物上行效率高,、綜合任務(wù)能力強(qiáng)的貨運飛船,研制團(tuán)隊提出了貨物裝載/結(jié)構(gòu)/熱控一體化設(shè)計,、高效率能量傳輸及立體信息網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)方案,,解決了多功能要求下平臺輕量化設(shè)計難題。

  與此同時,,盡管攜帶大量貨物,,但所有貨物擺放十分規(guī)律。天舟二號的貨架看似與普通貨架無異,,但所有的細(xì)節(jié)和構(gòu)型都經(jīng)過科學(xué)分析,,中間留出通道,航天員可在貨架中順暢通行,,拿取貨物,。

  天舟二號給天和核心艙帶去了什么?

  未來搭載神舟載人飛船來到天和核心艙的航天員們,,將在這所太空之家生活幾個月到半年,,因此天舟二號送去的“快遞”里,首先就有各種生活物資,,以方便他們在太空的“衣,、食,、住、行”和工作,。

  值得一提的是,,其中的航天食品具有明顯的中式特色。食物不僅有主副之分,,講究葷素搭配,,更有獨特的風(fēng)味,甚至魚香肉絲,、宮保雞丁等,。

  除了生活物資外,天舟二號還帶去了推進(jìn)劑,。在對接期間,,天舟二號將為天和核心艙進(jìn)行燃料加注與姿態(tài)控制。

  此外,,天舟二號還將帶去實驗設(shè)備,、實驗資料等物資,等到神舟飛船將航天員送至天和核心艙,,再由航天員在軌取出并安裝,。

  中國航天科技集團(tuán)五院天舟二號貨運飛船系統(tǒng)主任設(shè)計師楊勝介紹,空間站將地面的物流管理技術(shù)也應(yīng)用其中,,航天員通過掃描二維碼的方式,,便能獲得貨物的位置信息和產(chǎn)品信息。系統(tǒng)還能對產(chǎn)品信息的庫存數(shù)量做到動態(tài)掌控,,把空間站貨物一分一厘的變化都記錄下來,,從而確保航天員的工作生活更加輕松便捷。

  快速交會對接如何實現(xiàn),?

  “以往飛船的交會對接從發(fā)射到具備交會對接條件需要大約2到3天時間,,過程中還需要大量的人工參與。而此次天舟二號與天和核心艙對接,,整個過程歷時約8小時,,不用地面干預(yù),就像無人駕駛汽車一樣,?!敝袊教炜萍技瘓F(tuán)五院天舟二號貨運飛船副總設(shè)計師黨蓉說。

  快速交會對接不僅可以縮短航天員在飛船狹小空間中滯留的時間,,也可以保證一些“時鮮貨”——比如生物制劑等盡快送達(dá)空間站,。如果空間站等航天器突遇緊急情況,快速交會對接可以迅速做出反應(yīng),向空間站提供各種急需的物資或救助被困的航天員,。

  為了此次快速交會對接,,研制團(tuán)隊突破了航天器自主導(dǎo)航測軌、定軌,、自主快速制導(dǎo)等技術(shù),,將復(fù)雜的算法和遠(yuǎn)距離導(dǎo)引技術(shù)工程化,把原來遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段需要地面干預(yù)的工作交由航天器的星上計算機(jī)自主運行,,為快速交會對接順利實施做好各種準(zhǔn)備,。

  為了適應(yīng)天和核心艙22噸級對接目標(biāo)及未來空間站180噸的對接任務(wù),讓貨運飛船的主動對接機(jī)構(gòu)與核心艙的被動對接機(jī)構(gòu)“溫柔”地“吻”上去,,中國航天科技集團(tuán)八院805所設(shè)計師對第一代對接機(jī)構(gòu)進(jìn)行升級改進(jìn),,創(chuàng)新性地提出了可控阻尼的控制思路,來緩沖大噸位航天器對接過程中產(chǎn)生的撞擊能量,。

  在經(jīng)過500多次仿真分析和300多次地面試驗后,,設(shè)計師充分驗證了阻尼器的各項功能和性能指標(biāo),使原本8噸的對接能力提升到74噸,,乃至180噸,,大大提升了大型航天器對接的可靠性和安全性。

  新華社海南文昌5月30日電

(責(zé)編:張佩)