中國星辰|天舟“專送” 使命必達
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中國航天又傳來好消息,。5月10日21時22分,,長征七號遙七火箭搭載天舟六號飛船順利升空,在11日一早與中國空間站交會對接成功,中國航天員的新一輪補充物資已經(jīng)到達,。這是今年中國載人航天的第一次發(fā)射任務,從天舟二號飛船開始,,已經(jīng)有五艘天舟飛船完美地完成了為中國空間站送貨的任務,。要成功把貨物送到太空,究竟有哪些特殊之處呢?
5月10日晚9時22分,,天舟六號貨運飛船搭乘長征七號遙七火箭,,從海南文昌出發(fā),飛往中國空間站,。
飛行7個多小時后,,天舟六號成功對接在空間站核心艙的后向?qū)涌冢€在空間站出差的神舟十五號乘組迎來了最新的“太空快遞”,。
兵馬未動,,糧草先行。進入空間站階段后,,每一次新的航天員乘組出發(fā),,天舟飛船都會提前上貨。
天舟六號是中國空間站全面建成后對接的第一艘貨運飛船,,總共送去了258個貨包,。這些貨包里都有些什么呢?
航天科技集團五院貨運飛船系統(tǒng)總體主任設(shè)計師楊勝:“第一類是航天員的生活物資,包括吃的,、喝的,、衛(wèi)生用品;第二類是空間站平臺的備品備件;第三類是空間科學和應用的一些實驗載荷、實驗設(shè)備;第四類是飛船推進劑,。”
長途運貨,,保證貨物安全和完整最重要。在天舟六號貨艙里,各類貨包不僅要分門別類擺放,,做好防震防撞措施,,而且根據(jù)不同的貨物特點,裝船時間也大不相同,。
航天科技集團五院天舟六號貨運飛船副總指揮李志輝:“第一個階段大概是進場,,裝完90%以上的貨物;第二個階段發(fā)射前三周,裝完剩下10%左右的貨物,,包括新鮮果蔬都已經(jīng)裝了;最后一步就是裝跟時間和溫度非常相關(guān)的,,一個是監(jiān)測航天員身體健康的試劑,第二個就是細胞裝置,。”
中國科學院空間應用工程與技術(shù)中心研究員倉懷興:“因為細胞是非常嬌嫩的,,它的存活需要相應的溫度和酸堿性環(huán)境。即使我們給它相應的溫度和營養(yǎng)液,,它們的活性也會有所下降,,所以我們希望能夠在盡量短的時間內(nèi)把它送到空間站中去。”
為了讓細胞在到達空間站時盡可能保持活性,,還要剛好發(fā)育到設(shè)計的階段,,飛船發(fā)射前一天,科學家才開始制備這些細胞;發(fā)射當天,,發(fā)射前6個小時,,載荷專家才將細胞從實驗室送往發(fā)射塔架,發(fā)射前5小時左右安裝完畢,。此時,,發(fā)射已經(jīng)進入最后的準備流程,艙門早已關(guān)上,,最后上船的貨物只能由飛船總裝人員在幾十米的高空從貨船的側(cè)門裝進去,。
如此悉心呵護的貨物,在飛船到達空間站后,,也將是航天員們首先處理的對象,。航天員打開天舟六號艙門,完成必要的測試和流程后,,第一時間就會把它們轉(zhuǎn)移到問天艙的生物技術(shù)實驗柜里,,開始科學研究。那么,,這些閃送的細胞究竟是做什么研究的呢?
空間應用系統(tǒng)副總指揮,、中國科學院空間應用工程與技術(shù)中心副主任王強:“我們這次干細胞研究項目,是圍繞著人類成為多星球的物種,,這樣一個遠景目標規(guī)劃的項目,。這次兩個項目主要是圍繞著胚胎干細胞分化為生殖細胞和造血細胞,這樣給未來人類太空探索提供技術(shù)服務。”
2022年底,,中國空間站正式進入應用與發(fā)展階段,,類似的太空閃送需求將不斷增加。要把貨物安全完整地送到距離地面400公里左右的太空,,天舟貨運飛船就是為中國空間站任務量身定制的專用貨船。
最大載重從6.9噸提高到7.4噸,,密封艙空間從18.1立方米擴大到22.5立方米,,天舟六號作為空間站進入運營階段后入軌的第一艘貨運飛船,在此前天舟飛船的基礎(chǔ)上不斷提升運貨能力,。
楊勝:“從天舟六號開始做了一個改進,,減少了推進劑貯箱的配置,把貨艙原來一個非密封后錐段改成密封段,,把密封艙的空間擴大了20%以上,。”
油箱變小,行李艙變大,,這樣的改變是根據(jù)這兩年空間站的實際運營情況不斷調(diào)整的結(jié)果,。在之前的任務中,空間站還要進行許多關(guān)鍵技術(shù)驗證,,航天工程師也需要摸索空間站的能耗情況,,每次上天,油箱都要多帶些油,。運行兩年后,,空間站對地面補給的需求發(fā)生了不小的變化。
楊勝:“最開始規(guī)劃上行的時候要適當多一些余量,,比如推進劑天舟二號相對多一些,,前期水是占比比較大的一種貨物,隨著整個空間站建成之后,,航天員和空間站平臺的配件會相對固定一些,,后續(xù)動態(tài)變化比較多的是實驗載荷,這塊占比逐漸增加,。”
不過,,行李艙變大了并不意味著一定要裝滿貨,此次到達空間站的貨物總共5.8噸,,貨物之外的空間能讓航天員進出更加自如,。
而在未來,飛船設(shè)計師們已經(jīng)開始考慮進一步為定制化需求提供保障,,尤其為航天員再提供更好的生活保障,。
航天科技集團五院貨運飛船系統(tǒng)總體主管設(shè)計師王冉:“后續(xù)計劃上行一個大的冰箱,保障航天員不僅是水果,還有一些冷凍食品,,比如將來希望在天上可以吃煎牛排,,牛肉就需要在地面冷凍上行,我們的能力后面會逐步提升,,保障航天員更好生活,。”
此外,從天舟六號開始,,貨運飛船的發(fā)射頻率將有所降低,,從之前每半年一次,減少到大約兩年三次,。
雖然送貨的次數(shù)會減少,,但安全要求不能降低。往太空送貨,,每一次發(fā)射都是風險最高的環(huán)節(jié),。
長征七號是為天舟飛船送貨上天量身定制的火箭。與發(fā)射空間站艙段的長五B不同,,長征七號是個“瘦高個”,,雖然載重量沒有“胖五”那么大,但是入軌精度是我國現(xiàn)役火箭中最高的,。
從首發(fā)開始,,長征七號就一直從海南島升空。對于航天發(fā)射來說,,越接近赤道,,就越能借助地球自轉(zhuǎn)帶來的力量發(fā)射更重的航天器。中國空間站開始建造后,,除了神舟載人飛船,,其他航天器都是從文昌出發(fā)去往空間站。
西昌衛(wèi)星發(fā)射中心計劃部副部長李智斌:“發(fā)射同樣的火箭,,在文昌發(fā)射場可以提升運載火箭7%到15%的運力;第二個優(yōu)勢就是濱海發(fā)射落區(qū)安全性好;第三個優(yōu)勢是可以通過海運更加高效,、便捷、安全地將這些部段運到文昌發(fā)射場進行組裝,。”
然而,,要從文昌送貨上天,火箭和飛船也會面臨以往在內(nèi)陸發(fā)射場完全不同的挑戰(zhàn),。
5月7日上午,,長征七號遙七火箭包裹著天舟六號飛船從總裝廠房垂直轉(zhuǎn)運到發(fā)射塔架后,下午,,文昌就下起了雨,。5月的海南,,已經(jīng)進入雨季,“高溫,、高濕,、高鹽霧”“強暴雨、強雷暴,、強臺風”,,海南島獨有的這“三高三強”氣象特征不論對火箭、飛船還是發(fā)射場的各類設(shè)施都很不友好,。
為了減少火箭和飛船在室外的停留時間,,各個系統(tǒng)協(xié)同努力,把發(fā)射前的測試發(fā)射流程從天舟一號的38天縮減到了天舟六號的25天,,同時,也為可能的壞天氣做好充分的準備,。
盡管如此,,為了保證任務成功,大家依然希望能在較好的氣象條件下發(fā)射,。5月10日發(fā)射當天,,每隔幾個小時,發(fā)射場氣象站就會放飛一個探空氣球,,精確預報發(fā)射窗口時間的地面和空中的天氣情況,。
成功的發(fā)射將飛船完美送入軌道,而后續(xù)的測控為最后的交會對接提供最可靠的保障,。在海南島上還有多個航天測控站,,天舟六號一升空,從它們開始的測控接力,,不斷確認飛船的位置和狀況,,確保天舟飛船按計劃飛行,直到順利交會對接,。
向太空送貨,,一克千金,這不僅僅是說發(fā)射的經(jīng)濟成本,,更是背后無數(shù)航天人的努力和心血,。兵馬未動,糧草先行,。為空間站送貨只是起點,,隨著中國人走向太空的腳步不斷向前,接下來,,我們對月球,、火星的探索會需要更多的貨物提前送達,,到時候,中國的貨運飛船將會更加忙碌,。
(原標題:中國星辰|天舟“專送” 使命必達)
【責任編輯:曾 鈺】
【內(nèi)容審核:張美兒】