天舟六號(hào)配送“大禮包”,航天“黑科技”持續(xù)升級(jí)

天舟六號(hào)配送“大禮包”,航天“黑科技”持續(xù)升級(jí)
5月10日21時(shí)22分,搭載天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)遙七運(yùn)載火箭在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射。天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船入軌后順利完成狀態(tài)設(shè)置,于5月11日5時(shí)16分,成功對(duì)接于中國(guó)空間站天和核心艙后向端口。這是中國(guó)載人航天工程進(jìn)入空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的首次飛行任務(wù)。

  天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船裝載了神舟十六號(hào)和神舟十七號(hào)6名航天員在軌駐留消耗品、推進(jìn)劑、應(yīng)用實(shí)(試)驗(yàn)裝置等物資。為提高貨物運(yùn)輸能力,本次任務(wù)天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn),將貨運(yùn)飛船發(fā)射需求由1年2次優(yōu)化為2年3次,有效降低了運(yùn)輸成本。此外,飛船還搭載了大連理工大學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星等項(xiàng)目。這次任務(wù)是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的第472次飛行。

  作為空間站的地面后勤補(bǔ)給航天器,天舟貨運(yùn)飛船承擔(dān)了補(bǔ)給空間站推進(jìn)劑、運(yùn)送航天員生活物資等多重使命。有了貨運(yùn)飛船,人類長(zhǎng)期駐留太空才成為可能。本次任務(wù)中,天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船裝載了200余件貨包,運(yùn)輸物資總重約5.8噸,包括航天員在軌消耗品、推進(jìn)劑以及多項(xiàng)應(yīng)用實(shí)(試)驗(yàn)裝置等。

  作為新一批貨運(yùn)飛船的首發(fā)船,天舟六號(hào)也是后續(xù)任務(wù)的范本。從天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船開始,技術(shù)團(tuán)隊(duì)針對(duì)后續(xù)任務(wù)需求,對(duì)飛船進(jìn)行了系統(tǒng)升級(jí),如天舟六號(hào)飛船的貨物艙有較大改進(jìn),貨物運(yùn)輸能力大幅提升,這意味著飛船為航天員送去的物資可以支撐更長(zhǎng)時(shí)間。

     在此次任務(wù)中,天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船將以天基測(cè)控為主實(shí)施在軌飛行控制。天線網(wǎng)絡(luò)作為“神經(jīng)中樞”,將主要完成飛船測(cè)控指令信號(hào)的上傳下達(dá)。在空間站任務(wù)中,“神經(jīng)中樞”的高可靠性將為任務(wù)順利完成提供重要保障。

既“有容乃大”,也“錙銖必較”

上海航天“天舟六號(hào)”試驗(yàn)隊(duì) 劉家益 攝

  “天舟六號(hào)”是世界現(xiàn)役貨運(yùn)飛船中貨物運(yùn)輸能力最大的,這離不開它的“有容乃大”?! ∵@里的“有容乃大”有兩個(gè)層面的意思:一是“擴(kuò)容”的貨物艙,二乃其背后默默“謙讓”的推進(jìn)艙。

  為了讓“天舟六號(hào)”實(shí)現(xiàn)“宰相肚里能撐船”,達(dá)到貨物運(yùn)輸能力的世界最大,推進(jìn)艙縮小了自己的“地盤”,讓給貨物艙進(jìn)行“擴(kuò)容”。“天舟六號(hào)”是改進(jìn)型全密封貨運(yùn)飛船。由于非密封艙只能放儀器設(shè)備,密封艙才能放貨物,研制人員將“天舟六號(hào)”貨物艙的后錐段由非密封艙改為密封艙,讓貨物艙有了更大的“貨架”。相應(yīng)地,原來(lái)位于貨物艙后錐段的28臺(tái)(套)儀器設(shè)備被移至下方的推進(jìn)艙?! ?/p>

     萬(wàn)里行“舟”,除了要有“肚量”,還得“摳”細(xì)節(jié)。作為天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船推進(jìn)艙的抓總研制單位,中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司八院805所在推進(jìn)艙外形尺寸不變的前提下,對(duì)推進(jìn)艙內(nèi)外設(shè)備進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)布局,團(tuán)隊(duì)利用前期五艘天舟系列貨運(yùn)飛船的試驗(yàn)成果,采用數(shù)字化手段優(yōu)化研制流程,進(jìn)行“騰籠換鳥”,為貨物艙釋放珍貴的裝載空間。

  具體而言,天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船的推進(jìn)艙分為兩部分,上半部分主要是儀器設(shè)備區(qū),內(nèi)設(shè)一層儀器圓盤用于安裝各類電子設(shè)備;下半部分是推進(jìn)設(shè)備區(qū),安裝著燃料貯箱、氣瓶等推進(jìn)模塊?! ∝浳锱摵箦F段的儀器設(shè)備進(jìn)行下移后,推進(jìn)艙儀器設(shè)備區(qū)內(nèi)的儀器圓盤變得“一座難求”。研制團(tuán)隊(duì)選擇“螺螄殼里做道場(chǎng)”,對(duì)現(xiàn)有儀器圓盤的安裝位置進(jìn)行重新調(diào)整,并重新設(shè)計(jì)儀器圓盤的整體結(jié)構(gòu),從而練就其“大容量”。經(jīng)過多輪設(shè)計(jì)及試驗(yàn)驗(yàn)證,團(tuán)隊(duì)最終把增加的28臺(tái)(套)設(shè)備儀器成功安裝到推進(jìn)艙的一層儀器圓盤上。

“黃金搭檔”專屬配送“豪華禮包”

據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室消息,北京時(shí)間2023年5月10日21時(shí)22分,搭載天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)遙七運(yùn)載火箭,在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火發(fā)射,約10分鐘后,天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船與火箭成功分離并進(jìn)入預(yù)定軌道,之后,飛船太陽(yáng)能帆板順利展開工作,發(fā)射取得圓滿成功。后續(xù),天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船將與在軌運(yùn)行的空間站組合體進(jìn)行交會(huì)對(duì)接。<a target='_blank' href='/'>中新社</a>記者 駱云飛 攝

  “天舟快遞”配送到“家”,長(zhǎng)征七號(hào)遙七運(yùn)載火箭和天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船,這對(duì)“黃金搭檔”功不可沒。雖然它們的“前輩”有過多次默契合作,但面對(duì)新任務(wù),挑戰(zhàn)依然存在。在浩瀚太空完成交會(huì)對(duì)接就像穿針引線,但凡有一點(diǎn)誤差,都可能讓對(duì)接的兩個(gè)航天器擦肩而過,這就要求運(yùn)載火箭“零窗口”發(fā)射。

  為了確保萬(wàn)無(wú)一失,工作人員持續(xù)跟蹤火箭及發(fā)射場(chǎng)設(shè)備設(shè)施狀態(tài),密切跟蹤技術(shù)狀態(tài)變化,高度關(guān)注發(fā)射日工作、低溫推進(jìn)劑保障、任務(wù)期間防臺(tái)風(fēng)等問題,確保技術(shù)狀態(tài)識(shí)別細(xì)致充分。

  作為中國(guó)第一型新一代高可靠、高安全的中型運(yùn)載火箭,長(zhǎng)七火箭入軌精度是現(xiàn)役運(yùn)載火箭中最高的,偏差不超過4秒,在發(fā)射天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船的任務(wù)中助力飛船創(chuàng)造了兩小時(shí)自主快速交會(huì)對(duì)接的世界紀(jì)錄。作為中國(guó)新一代中型運(yùn)載火箭的基本型,科研團(tuán)隊(duì)在長(zhǎng)七火箭基礎(chǔ)上衍生出長(zhǎng)征七號(hào)A、長(zhǎng)征八號(hào)等多型運(yùn)載火箭。

  在取得連續(xù)成功的同時(shí),長(zhǎng)七火箭研制隊(duì)伍也在持續(xù)優(yōu)化火箭設(shè)計(jì)和發(fā)射場(chǎng)測(cè)發(fā)流程?;鸺洪L(zhǎng)七火箭總體主任設(shè)計(jì)師邵業(yè)濤表示,在測(cè)發(fā)流程方面,本次任務(wù)優(yōu)化了地面測(cè)控軟件,并進(jìn)行了單機(jī)、系統(tǒng)和全箭驗(yàn)證,測(cè)發(fā)流程可靠性得到進(jìn)一步提升。同時(shí),經(jīng)過流程優(yōu)化,發(fā)射場(chǎng)測(cè)發(fā)時(shí)間從27天縮短到了25天。

  目前,長(zhǎng)七火箭主要承擔(dān)天舟貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù),是搭建“天地運(yùn)輸走廊”的“貨運(yùn)專列”,以每年1到2次的發(fā)射頻率為中國(guó)空間站正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供物資保障。后續(xù),長(zhǎng)七火箭在滿足空間站貨運(yùn)任務(wù)的同時(shí),還將搭載遠(yuǎn)征上面級(jí)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)同步軌道9.5噸的運(yùn)載能力,積極拓展中低軌衛(wèi)星發(fā)射市場(chǎng)。

  與此同時(shí),通過一系列舉措,文昌航天發(fā)射場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了將建設(shè)進(jìn)度提速、建設(shè)過程規(guī)范和裝備質(zhì)量受控等成果,深度融入陣地一線和機(jī)房指揮部,也為空間站階段一次次發(fā)射任務(wù)勝利,提供了強(qiáng)勁支撐。

“萬(wàn)里穿針”:自動(dòng)簽收“快遞”

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  為了迎接天舟六號(hào)到來(lái),神舟十五號(hào)飛行乘組航天員最近有些忙。他們對(duì)天舟五號(hào)上剩余貨物進(jìn)行整理,一部分貨物留在空間站,其余消耗品放置在天舟五號(hào)里,等再入大氣層時(shí)一并燒蝕銷毀。一切準(zhǔn)備就緒后,航天員便等待簽收地球發(fā)來(lái)的新“快遞”。

     然而,在太空中簽收“快遞”,不像地球上簽收那么簡(jiǎn)單,需要天地一體密切配合,才能確保簽收成功。眾所周知,空間交會(huì)對(duì)接是載人航天活動(dòng)的三大基本技術(shù)之一,復(fù)雜度高、精準(zhǔn)度高,被形象地稱為“萬(wàn)里穿針”。目前,我國(guó)交會(huì)對(duì)接技術(shù)日趨成熟,優(yōu)勢(shì)明顯——

  執(zhí)行效率高。天和核心艙作為空間站的基礎(chǔ)艙,空間站建造過程都需要在天和核心艙上進(jìn)行。天和核心艙配備了多個(gè)對(duì)接口和停泊口,停泊口對(duì)接的是問天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙,而對(duì)接口用于對(duì)接貨運(yùn)飛船和載人飛船。此次,天舟六號(hào)交會(huì)對(duì)接的是天和核心艙的后向端口。對(duì)接后向端口的優(yōu)勢(shì),在于航天員搬運(yùn)物資過程將更加方便、高效。

簡(jiǎn)析中國(guó)天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船的“有容乃大”與“錙銖必較”

  對(duì)接更穩(wěn)妥。從天舟一號(hào)到天舟四號(hào),貨運(yùn)飛船都是在“太空家園”無(wú)人狀態(tài)下交會(huì)對(duì)接的,所以只能選擇自動(dòng)模式。天舟五號(hào)飛行任務(wù)有所不同,空間站開始在有人狀態(tài)下迎接貨運(yùn)飛船,這意味著飛船在自動(dòng)交會(huì)對(duì)接過程遇到故障時(shí),可以切換到手動(dòng)模式,由空間站里的航天員手動(dòng)操作飛船完成交會(huì)對(duì)接。此次,天舟六號(hào)采取自動(dòng)交會(huì)對(duì)接,并配備了手動(dòng)模式,這兩種模式互為備份、更為穩(wěn)妥。

  盼望著,盼望著,天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船終于來(lái)了!

  中國(guó)空間站里,3名航天員格外興奮。作為今年中國(guó)載人航天唯一一次貨運(yùn)飛船發(fā)射,天舟六號(hào)為未來(lái)神舟十六號(hào)和神舟十七號(hào)兩個(gè)飛行乘組送去更多補(bǔ)給物資。被稱為“加強(qiáng)版貨運(yùn)飛船”的天舟六號(hào),實(shí)力硬核、貨物滿滿!


     來(lái)源:新華社、中新網(wǎng)、解放軍報(bào)、中國(guó)軍網(wǎng)、國(guó)防時(shí)報(bào)等綜合