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天舟一号“太空加油、送快递”中国空间站建设大幕将启

发布时间:2017-04-21   文章来源:新华社

4月20日晚,中国首艘货运飞船天舟一号搭乘新一代中型运载火箭长征七号奔向天宇,将与天宫二号空间实验室交会对接,开展推进剂在轨补加、空间科学和技术等试验验证。中国空间站建设又向前迈进了一步。

天舟一号是天宫二号运行期间最后一个访客,之后中国将建造长期有人照料的空间站。空间站运转所需的燃料以及航天员工作和生活物资需要有一个专门的运输工具,为空间站“加油、送快递”的重要使命就由货运飞船担当。

据悉,天舟一号是中国目前为止体积最大、重量最重的航天器,由货物舱和推进舱组成,总长10.6米,舱体最大直径3.35米,太阳能帆板展开后最大宽度14.9米,整船最大装载状态下重量达13.5吨,物资运输能力约6.5吨,推进剂补加能力约为2吨,具备独立飞行3个月的能力。天舟一号由中国航天科技集团公司五院负责抓总研制。

在中国航天科技集团公司五院院长张洪太看来,这次任务承载了重要的使命和意义。“天舟一号飞行任务作为空间实验室任务的收官之战,载人空间站工程的关键一战,是中国载人航天工程稳中求进的重要一步。”

据中国航天科技集团公司五院天舟一号总设计师白明生介绍,货运飞船,顾名思义以货物运载为初衷,没有了保障航天员“舒适”功能的羁绊,它把载重本领练到了极致。它能一次装载相当于自身重量的物资,本领超过俄罗斯现役货运飞船。

“货运飞船还有一项独特的本领——在轨推进剂补加技术,也就是我们俗称的太空加油,这也是中国空间站能连续工作10年以上的重要保障。有了货运飞船超强运输、补给能力的支撑,3名航天员能在空间站这个‘太空之家’连续工作180天,各类实验物资也可以源源不断地运抵空间站,把空间站建设成为中国在太空的新技术试验田。”白明生说。

天舟一号多项技术奠定未来空间站基础

“天舟一号此次任务包含了建造空间站需要突破和掌握的关键技术,更是未来空间站运行的基础。”白明生说。

据介绍,天舟一号发射进入轨道后,将与天宫二号进行首次对接,两个航天器组成的组合体将进行两个月的在轨飞行,在此期间完成推进剂在轨补加试验,按计划将开展多次试验。突破和掌握推进剂补加技术,解决空间站能源供给问题,将为中国顺利进入载人空间站建设运营阶段奠定基础。

白明生说,天舟一号与天宫二号将进行三次交会对接。第一次交会对接后将测试货运飞船对组合体的控制能力,第二次交会对接是从不同接口方向进行对接。未来空间站包括核心舱和两个实验舱,与货运飞船形成组合体后由货运飞船提供主动力,其目的主要在于尽量减少空间站动力、能源等消耗,延长空间站寿命;核心舱前后方向与垂直下方分别设有对接口,未来去往空间站执行任务的载人飞船或货运飞船很可能从不同方向进行交会对接。所以,第一次、第二次交会对接检验的都是未来空间站运营所必需的能力。

“更具看点的是,在最后一次交会对接中,天舟一号将采用自主快速交会对接技术。在天舟一号之前,中国掌握的交会对接技术需要耗时两天左右时间,快速交会对接将时间控制在6个小时左右。掌握该项技术,有利于提高飞行器在轨飞行的可靠性,提高航天员舒适性,进一步减轻地面跟踪、测控工作的强度和难度。另外,对于未来空间站来说,一旦遇到突发事件可以快速处理,提高了应急能力,为未来空间站提供了安全保障。”白明生说。

以往,中国对航天器的跟踪、测控以及在轨异常的及时监测处置,主要依赖陆基测控站和海基测量船。这就需要耗费大量的人力物力建造、维护地面测控站和海上测量船,并且受到跨国、跨境等地域限制。

而天舟一号货运飞船首次采用了以天基测控体制为主的飞行控制,搭建了从天舟一号到中继卫星“天链一号”再到地面的“太空天路”,将原本在地面或海上的测量系统“搬”到了天上,打破了在地面或海上的地域限制,实现了对航天器在轨飞行的关键事件的全程跟踪,以确保对在轨异常的及时监测处置。这项测控应用有效降低了人力、物力、财力等成本,为未来与空间站通讯联络铺平了道路。

据介绍,天舟一号将在飞行任务结束后,经由地面飞控工作人员决策,实施主动离轨,受控陨落于南太平洋指定区域。

相较于一般卫星在使命完成后,随着推进剂的消耗殆尽而缓慢降轨,最终在大气层烧毁的结束方式,天舟一号首次采用主动离轨方式,并能受控地落到预定区域,既避免自身成为太空垃圾,避开离轨过程中的不可控因素,又能为打造洁净、安全的太空环境作出贡献,彰显了中国负责任的航天大国风范。

中国空间站建设将拉开帷幕

“从1992年启动载人航天工程以来,我们锁定建造中国人自己的空间站为终极目标,按照‘三步走’的策略稳扎稳打,形成了以神舟飞船、目标飞行器、空间实验室、货运飞船为支撑的多类航天器,为正式启动空间站建设打下了坚实基础。”张洪太说。

据介绍,中国载人空间站建设初期将建造三个舱段,包括核心舱、实验舱I、实验舱II,每个规模20多吨,基本构型为T字形,核心舱居中,实验舱分别连接两侧。中国航天科技集团公司五院党委书记兼副院长赵小津说,中国载人空间站组建即将正式启动,空间站构成的本体舱段,包括核心舱、实验舱I、实验舱II正在紧锣密鼓研制当中。

中国空间站预计2022年前后建成,可运营10年以上,空间站长期驻留3人,运营期间最多将连接一艘货运飞船和两艘载人飞船,整个系统重量可达90余吨,在此规模基础上,还将根据科学研究需要,增加新的舱段,扩展规模和应用能力。

中国人将为逐梦深空建立起一座补给站、前哨站、实验室,勇闯太空的航天器可以停泊在此维修、补给;“中国哈勃”太空望远镜——巡天号光学舱可在此探寻生命起源、宇宙奥秘;中国航天员可在空间站长期舒适地工作、生活,依托完善的实验平台、利用独特的宇宙环境资源,开展空间科学、基础科学、应用技术的研究和试验,拥抱“太空经济时代”的到来。(喻菲、刘陆)

文章来源:新华社   编辑:刘懿霆

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