天舟七號到訪天宮空間站 太空送貨有了這些新變化

近日，天舟七號貨運飛船飛向太空，為正在中國空間站忙碌的神舟十七號航天員送去新的貨物。

效率更高、貨物更重……空間站進入應(yīng)用與發(fā)展階段之后，向太空送貨也有了不少新變化。

裝載量提升

天舟七號貨運飛船是世界現(xiàn)役貨物運輸能力最大、貨運效率最高、在軌支持能力最全的貨運飛船。作為今年中國載人航天工程的首次發(fā)射任務(wù)，天舟七號將為在軌的神舟十七號和后續(xù)的神舟十八號兩個乘組運送補給物資。

在此前，天舟飛船的發(fā)射常常是“兵馬未到，糧草先行”，即在每個飛行乘組出發(fā)前，先發(fā)射一艘貨運飛船，為即將啟程的航天員乘組備好物資。而天舟七號則是為兩個乘組運送物資，飛船的發(fā)射頻次調(diào)整為兩年三發(fā)。

發(fā)射頻次的降低，得益于天舟貨運飛船裝載量的提升。從天舟六號開始，天舟系列飛船“升級”為改進型貨運飛船，裝載空間和裝載重量都得到了提升。天舟七號攜帶的航天員系統(tǒng)、空間站系統(tǒng)、應(yīng)用任務(wù)領(lǐng)域、貨運飛船系統(tǒng)和工程總體貨物多達260余件，運輸物資總重約5.6噸，具有裝載貨物種類多、大型貨物多的特點。其中，天舟七號攜帶的試驗載荷定制貨包等大型貨物，每件貨物重量在100千克以上，將應(yīng)用于空間站在軌運營、空間在軌科學(xué)試驗以及航天員生活保障。

航天員乘組的生活物資必不可少。此次天舟七號為航天員乘組準備了2400千克的生活物資，包括龍年春節(jié)年貨、新鮮果蔬大禮包等，其中新鮮水果近90公斤。神舟十七號乘組將在太空度過龍年新春，天舟七號為他們帶去了龍年“盲盒”。

據(jù)介紹，中國空間站物資充足，不僅可以支持正常的航天員駐留、平臺的維護升級以及在軌大規(guī)模實驗任務(wù)開展，還可以在緊急情況下額外支持航天員駐留3個月。

精準補貨

目前，中國載人航天工程建立了天地聯(lián)動的物資信息系統(tǒng)，研發(fā)了物資設(shè)計壽命和設(shè)計使用模型，做到了精準補貨，提升了效率。專家介紹，隨著建造階段任務(wù)在軌數(shù)據(jù)的累積，模型會越來越精確，可對后續(xù)需求進行精準預(yù)估，做到“缺啥補啥”，不少帶也不多帶，補給效能不斷提升。

此外，此次天舟七號貨運飛船首次采用3小時快速交會對接方案，相比常規(guī)6.5小時快速交會對接方案，進一步壓縮了對接時間，為空間站運輸物資提供了更高效的方式，而且減輕了各系統(tǒng)在執(zhí)行任務(wù)過程中的壓力。與此同時，該方案的使用提高了貨運飛船自主交會對接的能力，進一步推進了交會對接技術(shù)的發(fā)展。

在此次送貨任務(wù)中，天舟七號還帶上了一名“新成員”——可在軌獨立更換熔斷器的新型供電插座。該供電插座長寬只有10厘米見方，雖然身形嬌小，但具備了快速拆裝、插槽對位、不脫出鎖緊等多項在軌維修功能，將對航天員在空間站的在軌用電起到舉足輕重的作用。

空間站建造階段初期，供電插座一旦發(fā)生熔斷器熔斷，只能進行整機更換，由航天員將供電插座帶回地面返廠維修，維修成本高、周期長。隨著空間站內(nèi)空間科學(xué)實驗逐步增加，對接于供電插座的載荷種類越來越多，用電狀態(tài)和工況更加復(fù)雜，供電插座內(nèi)部熔斷器異常熔斷的概率增加，整機返廠維修方式已不適應(yīng)載人航天新需求。

為此，航天科技集團五院研制團隊開展了基于微重力環(huán)境的熔斷器組件維修技術(shù)研究，供電插座維修方式由“整機維修”優(yōu)化為“外置器件”維修方式。采用新一代供電插座后，航天員在軌維修時，僅需像“擰螺絲”一樣，摘掉供電插座外置熔斷器組件、更換新的組件，即可完成維修，可大幅節(jié)約成本、縮短維修周期。

科學(xué)載荷增多

進入常態(tài)化運營后，空間科學(xué)實驗在航天員工作中的比重越來越大。目前，中國空間站里有25個實驗和試驗機柜，新的實驗?zāi)K、設(shè)備等也在不斷輪換。

據(jù)了解，空間應(yīng)用系統(tǒng)在天舟七號任務(wù)中共計上行產(chǎn)品61件，包括16個標準貨包、1套細胞上行生保支持裝置、1套4℃上行微流控芯片等。這些應(yīng)用物資上行后將轉(zhuǎn)運至空間站實驗設(shè)施內(nèi)開展空間生命科學(xué)、空間材料科學(xué)、微重力流體物理與燃燒科學(xué)等共計33項科學(xué)實(試)驗，承研單位涉及10個研究所、8所大學(xué)。這些應(yīng)用物資送至空間站后，將由在軌的航天員安裝到對應(yīng)的實驗裝置中開展實驗，有些實驗結(jié)果可以實時傳回地面，有的實驗樣品將由航天員帶回地面，做進一步研究。此外，天舟七號還搭載了多個科學(xué)載荷，對后續(xù)空間科學(xué)研究具有重要意義。

此次天舟七號任務(wù)中，由清華大學(xué)、中國科學(xué)院微生物研究所、中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所和大連海事大學(xué)的科研人員共同設(shè)計的科學(xué)實驗，將一種叫作產(chǎn)甲烷菌的厭氧古菌送入中國空間站，以驗證其在模擬火星的環(huán)境中以及宇宙輻射的極端環(huán)境下是否能夠生存，幫助人類探究是否存在外星生命這一重大謎題。

劉 峣