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我国首单“太空快递”发出预计两天后送达天宫二号
2017-04-21 09:46      来源:新华社     
作者:袁野
    
  

  4月20日19时41分,搭载着天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约596秒后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。我国首单“太空快递”正式发出,预计两天后送达天宫二号。

  这是我国载人航天工程“三步走”发展战略第二步的收官之作,标志着我国即将开启空间站时代。

  按计划,天舟一号将在距地面393公里的轨道与天宫二号进行3次自动交会对接。这在我国载人航天历史上还是第一次。

  货运飞船系统副总设计师徐小平说,每一次的交会对接任务特点各有不同:对现有技术进行再次验证;天舟一号自主绕飞,加速赶到180度转向的天宫二号,从前侧与天宫二号进行对接,这是未来空间站建造和运营的关键技术;打破以往由地面完成远距离导引的模式,改为全程由飞船自主完成。

  实施推进剂在轨补加是天舟一号这次飞行的另一项重要任务。这项技术是空间站实现长期驻留的必要条件。“掌握这些技术,将填补我国航天领域的技术空白,实现我国航天领域的技术跨越。”徐小平说。

  天舟一号的设计寿命不少于5个月,其中,组合体计划飞行2个月,天舟一号独立运行不少于3个月。

  “太空快递员”的

  “秘密武器”

  第一件:“防晒霜”

  太空中的日晒强度比地球上猛烈千百倍,在太阳照射的情况下,天舟一号的表面会迅速升温,为了帮助推进舱中的设备“防暑降温”,聪明的天舟一号在自己皮肤上涂了一层“防晒霜”。

  这款太空版“防晒霜”其实是一种航天专用的白漆热控涂层,具有优良的散热性能。

  第二件:高科技货包

  由于运送的货物中有不少精密仪器和航天员用品,为了保证货物能够安全不受损地到达“客户”手中,天舟一号精心准备了一种高科技货包来装载货物。

  这种高科技货包,采用系列化设计,根据货物尺寸,可调节大小、形状。其外观呈乳黄色,采用新型的抗菌防潮防霉布料,里面则使用一种新研制的防火防潮且抗震的泡沫或者气囊来包裹货物,可确保部分货物在货包中安全地存放一年。

  第三件:保驾护航的利器

  早在出发前,天舟一号就“听过”关于太空垃圾给国际同行带来的困扰:“被小小一块10克的太空垃圾迎面撞上,只刮花了漂亮帅气的制服都算幸运,好几次甚至差点穿透制服被送进医院。”于是,为了运输过程更安全,天舟一号决定随身携带力学环境测量系统。

  这套“高大上”的系统不仅可以在天舟一号全飞行时段对传统的振动、冲击、噪音环境进行检测,还可以在第一时间感知到太空垃圾撞击的位置和受损程度,甚至还能检验飞船结构设计、货物装载合理性,为在轨损伤修复和结构优化设计提供帮助。

  第四件:相对测量子系统

  这套系统不仅可以确保天舟一号与天宫二号首次交会对接的自主可控,安全性大大提高,还因为新增的整秒脉冲输出功能,为全船的相关设备都提供了高精度的时间基准。

  换个通俗的说法,就是能够让天舟一号快速准确地找到客户位置,在客户要求的时间内将货物送达。

  此外,还有网络交换技术、太空换热衣、应答机天线网络等,为了这次任务“首秀”能够顺利完成,天舟一号可谓下足了“血本”。

  “太空加油”怎么干?

  与日常生活中的加油不同,“太空加油”不仅要加注燃料,还需要加注供燃料燃烧的氧化剂。燃烧剂和氧化剂两者不能“见面”,否则会发生爆炸。它们的加注是由两套系统独立组成的,加注时序也不同。

  “太空加油”须在天舟一号和天宫二号对接锁紧,补加装置和管路气密性好的前提下进行。第一步,天宫二号的压气机将手风琴状的膜盒贮箱中的气体压回气瓶,使天宫二号的燃料储箱的压力低于天舟一号;第二步,推进剂在压力差的作用下,自动从天舟一号贮箱流入天宫二号贮箱,当两侧压力一致时,加注工作完成;第三步,进行管路吹除,确保天舟一号和天宫二号分离时,残留在管路中的推进剂不会在空间扩散,污染对接器件和航天器。

  天舟一号货运飞船系统总体副主任设计师雷剑宇说,“太空加油”过程复杂,分为29个步骤,每步都需要精细控制,整个补加过程要持续几天。

  雷剑宇介绍,目前国际上掌握了在轨推进剂补加技术的只有俄罗斯和美国等少数国家,其中,实现在轨加注应用的只有俄罗斯。

  安装货物、设备(内部采用高效承载货架设计,配备适应多种货物的货包)

  提供电力能源、推进控制动力、装载推进剂(配有36台发动机,保证飞船在轨飞行速度是子弹飞行速度8倍的情况下,能实现“俯仰有度,动静自如”)

  四大任务目标

  ●与空间实验室配合

  验证推进剂在轨补加技术

  ●全面考核货运飞船功能和性能

  ●在空间实验室配合下,开展货运飞

  船控制组合体、绕飞至前向交会对

  接、快速交会对接等试验

  ●支持开展空间应用及技术试(实)验

  七大“独门功夫”

  首次执行货运飞船飞行试验,最大可运载6.5吨

  首次在轨实施飞行器间推进剂补加

  首次将原本在地面的测量系统“搬”到天上

  首次大规模推动核心元器件自主可控

  首次开展全自主快速交会对接试验,从耗时两天左右缩短到几个小时内

  首次搭载多项空间应用与技术试(实)验载荷

  首次实施主动离轨受控陨落

  ●入轨两天后交会对接

  ●组合体在轨飞行两个月

  ●完成3次推进剂在轨补加试验,同时测试货运飞船对组合体的控制能力

  ●天舟一号撤离天宫二号,天宫二号转体180度,天舟一号从天宫二号下方绕飞,同时转体180度,加速赶到天宫二号前方,最终从前向与天宫二号进行一次交会对接。

  天舟一号与天宫二号再次分离,两个飞行器将独立飞行3个月,这期间,天舟一号主要完成搭载的空间科学试验。

  ●快速交会对接试验

  ●把之前需要2天左右的交会对接过程提速到6个小时左右

  完成任务

  为了避免自身成为太空垃圾,首次实施主动离轨,天舟一号落于南太平洋预定安全海域。

[责任编辑:张博华]
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