一觉醒来,成功“收货”!中国载人航天还有多少惊喜?

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“您的太空快递已成功送达。”

5月10日凌晨,当大多数人都还在睡梦中,新一任“太空快递小哥”天舟四号货运飞船早早动身,目的地是遥远的“天宫”。

1时56分,火箭腾空而起,划过寂静的夜空。2时23分,飞船太阳能帆板顺利展开工作,发射取得圆满成功。8时54分,“天舟”“天和”成功对接,宣告“收货成功”

新一波“太空快递”出发,天舟四号发射升空

这是今年我国载人航天工程的首次发射,也是空间站建设进入在轨建造阶段的首次发射任务。此次天舟四号货运飞船的发射,意义非凡,承载着无数国人的殷切期盼。

那么,这位新晋“快递小哥”“带货能力”如何?与前辈“天舟二号”“天舟三号”有哪些不同?空间站建设进入新阶段,又有什么惊喜在等待着我们?今天的南方读+带你一探究竟!

天舟四号 

十分优秀 

说起“天舟”,相信大家都不陌生。此前我国实施的3次载人飞船发射任务,都对应提前安排了3次天舟货运飞船发射。

俗话说,兵马未动,粮草先行。天舟系列飞船的主要任务,是为空间站运输货物和补加推进剂。如果把“神舟”系列载人飞船比作客运列车,那么“天舟”系列货运飞船就是货运专列。

2021年9月20日,天舟三号货运飞船发射任务取得圆满成功。 图源:新华社

2021年9月20日,天舟三号货运飞船发射任务取得圆满成功。 图源:新华社

身为“天舟”家族的一员,天舟四号与天舟二、三号是“三胞胎”,同一批次生产,外形、功能类似,但由于航天员在轨天数、试验任务不同,其携带的物资种类、数量、载荷也有一定的区别

此前的天舟二、三号,正处于空间站关键技术验证阶段,既是“快递小哥”也是“试验员”,货物送达后还需辅助完成多项技术实验。

进入在轨建造阶段,天舟四号更多地承担起“带货”职能。相比携带了3个月物资的天舟二号,天舟四号足足带了6个月常态化在轨工作生活的所需物资。

在重达6吨的“带货清单”中,包含了航天员系统、空间站系统、空间应用领域、货运飞船系统共计200余件(套)货物,将为之后的神舟十四号航天员未来在轨期间的生活、试验的开展提供保障。

5月7日,天舟四号货运飞船与长征七号遥五运载火箭组合体在垂直转运,即将到达发射塔架。 图源:新华社

5月7日,天舟四号货运飞船与长征七号遥五运载火箭组合体在垂直转运,即将到达发射塔架。 图源:新华社

值得留意的是,这次天舟四号还把“冰箱”送上了天。不过不是用来放食物的普通冰箱,而是用于开展空间科学医学实验的低温锁柜。

除此之外,作为世界现役货物运输能力最大、在轨支持能力最全面的货运飞船,天舟四号在两位“前辈”的基础上也做了进一步的优化。

用户体验升级——根据此前航天员乘组的在轨使用意见,研制团队对所搭载的货包标签和提手进行了色彩设计。从看文字到看颜色,“取件”更方便、更直观。

安全性能升级——天舟四号采用货包、支架、贮箱等多种货物装载方式,并为适配板和对应货架增设搭扣带,实现在轨期间便捷防漂。

功能性能升级——天舟四号可承担空间站姿态轨道控制、并网供电以及空间站遥测、数据传输支持等能力,支持空间站运营及科学实验

从这一角度来看,天舟四号不但能胜任太空快递的任务,还能更好地与空间站相辅相成地展开各项工作。

既然天舟四号已就位,那么天舟三号是不是可以“功成身退”?其实不然。

早前,天舟三号“转了个弯”,从原来对接的天和核心舱的后向对接口脱离,转而来到前向对接口,既是为了给飞船腾位置,也是为了起到“压秤”的作用。

据研究人员介绍,空间站组合体相当于一杆处于平衡状态的秤,飞船对接时容易导致翻秤。而天舟三号的存在,就是为了转移重心,抵消一部分冲击力,维持空间站的平衡。

“长天CP”

十分默契 

“太空快递”成功“收货”,运载火箭功不可没。此次执行天舟四号发射任务的依然是那个熟悉的身影——长征七号运载火箭

长七火箭和天舟飞船已经是“老搭档”了,这是它们第四次“携手”奔赴太空。

作为空间站建造和货运飞船发射的“专车”,长七火箭可谓是“屡战屡胜”,飞行可靠性评估值达0.9838,已是国际先进水平。

不过,很多人不知道,这一体重超过500吨的“大个子”,其实90%以上都是燃料

“燃料在火箭整个体重中比重越大,火箭的结构效率越高,说明设计越合理。”火箭设计专家徐利杰表示,这样可以把尽可能多的“运量”留给“乘客”。

为了更好地适应“乘客”的需求,长七火箭也在不断“进化”。

比如,本次火箭测试、发射周期减少了4天,除了发射场各系统间的协同配合外,也与发射前流程优化和可靠性提升等多项技术升级有关。

值得一提的是,此次发射首次实施新一代运载火箭液氧煤油的加注,利用过冷煤油技术,保证液氧煤油组合处于零下200摄氏度,进而优化整个加注过程,缩短了加注时间。

另外,为了适应海南多雨、多台风的气候特征,长七火箭基于每个结构细节进行防水设计,还搭载了防风减载装置,为8级大风中转场、中雨里发射提供了条件,同时还能在低温燃料加注后停放24小时。

换句话说,长七火箭拥有全天候转场、发射能力,不惧风雨,“想打就打”。

5月7日,天舟四号货运飞船与长征七号遥五运载火箭组合体在垂直转运。图源:新华社

5月7日,天舟四号货运飞船与长征七号遥五运载火箭组合体在垂直转运。图源:新华社

如此“身怀绝技”的火箭,当然不止用于载人航天任务。

未来,长七火箭将成为我国航天发射任务的“主力军”,肩负着长征火箭技术进步和更新换代的历史重任,承担中国航天多种类型的发射任务。

载人航天 

值得期待 

今年,随着“感觉良好”乘组顺利返航,我国空间站建设也逐渐从关键技术验证阶段转入在轨建造阶段。

如今,“粮草”已送达,新一批航天员入驻空间站也指日可待。按计划,6月,神舟十四号载人飞船发射,空间站将迎来3名新“住客”,他们将在轨驻留6个月的时间。

在此期间,中国空间站也将实现从“单间”“豪宅”的转变,由单舱组合体飞行逐步建成三舱组合体飞行状态,完成在轨建造。

中国空间站T字构型示意图。 图源:中国航天科技集团

中国空间站T字构型示意图。 图源:中国航天科技集团

这里的三舱,指的是天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三个舱段。问天实验舱、梦天实验舱分别于今年7月、10月发射,将成为航天员在轨的主要工作场所。

其中,问天实验舱可以说是天和核心舱的补充。

生活上,问天实验舱配有3个睡眠区、1个卫生区和厨房等设施,与核心舱一起可供6名航天员生活。

工作上,问天实验舱配置了航天员出舱气闸舱,待空间站建成后可作为航天员主用的出舱活动的气闸舱。而一旦核心舱功能出现故障,也能切换至问天实验舱行使组合体控制和管理功能,提高空间站的可靠性。

至于梦天实验舱,其配置了一个货物气闸舱和一个舱外展开试验平台。由此在进行科学试验设备舱外安装时,只需按照“货运飞船—空间站—货物气压舱—机械臂或航天员舱外安装”的流程,就能实现舱外试验项目的不断更新。

目前,问天实验舱和梦天实验舱在地面的研制进展顺利,将按照计划有序推进。

随着空间站的“扩建”,另一个万众瞩目的时刻——神舟十四号和神舟十五号两个乘组的太空“会师”——也将到来。

据了解,两个乘组6名航天员将首次进行在轨乘组轮换,共同在轨驻留5—10天。到那时,“一个由3个舱段、2艘载人飞船和1艘货运飞船构成的总质量近100吨,乘载了6名航天员,装载了空间生命和生物科学、材料科学等大量先进实验装置的中国空间站”将展现在世人眼前。

这是中国航天人乃至所有中国人梦寐以求的时刻。

图源:@我们的太空

图源:@我们的太空

在更远的未来,航天员将长期在轨驻留,开展空间科学实验和技术试验;我国首个大型空间巡天望远镜也将投入使用,在宇宙结构形成和演化等方面开展前沿科学研究……

探索浩瀚宇宙,追梦永无止境。走过三十载,中国载人航天必将驶向更加璀璨的星河,书写更多的中国奇迹!

综合整理自央视新闻、人民日报、中国新闻网、新华社等

【话题整合】辜继漫

【剪辑】王俊涛

【策划】张哲 丁晓然

编辑 辜继漫
校对 谢日强
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