“天舟快遞”又快又準(筑夢(mèng)“太空之家”——中國空間站建設記? )

　　11月21日，在甘肅酒泉衛星發(fā)射中心，神舟十五號載人飛船與長(cháng)征二號F遙十五運載火箭組合體轉運至發(fā)射區。神舟十五號計劃近日擇機實(shí)施發(fā)射，將3名中國航天員送入中國空間站。

　　兵馬未動(dòng)，糧草先行。不久前，天舟五號貨運飛船成功對接于空間站天和核心艙后向端口，轉入組合體飛行段，中國航天員首次在空間站迎接貨運飛船來(lái)訪(fǎng)。隨著(zhù)空間站建成在即，空間站的天地貨物運輸也將進(jìn)入常態(tài)化運營(yíng)模式。

　　創(chuàng )造最快交會(huì )對接紀錄

　　天舟五號首次實(shí)現了在空間站有人駐留情況下的交會(huì )對接。這也是天舟貨運飛船首次采用2小時(shí)自主快速交會(huì )對接模式。

　　快，是“天舟快遞”最大的特點(diǎn)之一。2021年以來(lái)，天舟二號、天舟三號、天舟四號相繼與天和核心艙交會(huì )對接，中國自主快速交會(huì )對接技術(shù)實(shí)現了持續進(jìn)步。如今，2個(gè)小時(shí)的“交貨”時(shí)間，創(chuàng )造了航天器最快交會(huì )對接的世界紀錄。

　　據專(zhuān)家介紹，與此前6.5小時(shí)的快速交會(huì )對接相比，天舟五號主要進(jìn)行了兩方面的方案優(yōu)化和調整：一是將遠距離導引過(guò)程中的多圈次飛行壓縮為半圈，將多次變軌壓縮為兩次綜合機動(dòng)，由約4個(gè)小時(shí)減少到約1個(gè)小時(shí)；二是在近距離自主控制段減少了多個(gè)停泊點(diǎn)，通過(guò)“少停站”的方式將該階段從2個(gè)多小時(shí)縮短為約40分鐘。

　　快速交會(huì )對接技術(shù)的突破，對中國空間站的長(cháng)期在軌運營(yíng)具有重大現實(shí)意義。一方面，運輸時(shí)長(cháng)的縮短使運輸特殊鮮活試驗品成為可能，而且能夠極大增強太空緊急救援能力。另一方面，如果將該技術(shù)應用于神舟載人飛船，就能讓航天員更快地進(jìn)入空間站。

　　在未來(lái)，2小時(shí)“送貨”也并非天舟貨運飛船的唯一選擇。飛船的制導導航與控制(GNC)系統可根據火箭入軌情況，自主選擇不同時(shí)長(cháng)的交會(huì )對接模式。除了目前最快的2小時(shí)方案外，還可以選擇3小時(shí)、5小時(shí)和6.5小時(shí)方案等。

　　交會(huì )對接模式多樣化

　　天舟貨運飛船是世界現役貨物運輸能力最大、在軌支持能力最全面的貨運飛船。此次天舟五號的上行物資約6.7噸，裝載了神舟十五號3名航天員6個(gè)月的在軌駐留消耗品、推進(jìn)劑、應用實(shí)(試)驗裝置等物資。

　　準，是“天舟快遞”最大的考驗之一。專(zhuān)家表示，隨著(zhù)空間站構型從“一”字到“L”再到“T”字構型的不斷改變，空間站組合體的體量也在不斷變化，這給天舟飛船的對接機構帶來(lái)了很多新考驗。

　　此次天舟五號貨運飛船裝載了8個(gè)貯箱，搭載了用于開(kāi)展空間實(shí)驗的3項實(shí)驗、5臺載荷設備，還增加了兩個(gè)細胞試驗單元的安裝。其中，飛船上搭載了燃料電池發(fā)電系統載荷，計劃開(kāi)展中國首次燃料電池空間在軌試驗，推動(dòng)宇航燃料電池工程應用發(fā)展，為我國載人探月任務(wù)推進(jìn)提供支持。

　　載貨量巨大的天舟飛船首次與空間站“T”字構型組合體對接，對接目標達80噸量級，證明了貨運飛船對接機構對大噸位目標的適應性。這標志著(zhù)我國的自主定軌技術(shù)精度更高，姿態(tài)軌道控制精度更高，綜合制導技術(shù)水平更高，飛控流程更加優(yōu)化，也標志著(zhù)交會(huì )對接模式更加多樣化、功能更加豐富，適應能力更強。

　　貨物運輸能力更強

　　目前，中國空間站建造已進(jìn)入收官階段。不久前，神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲圓滿(mǎn)完成了空間站“T”字構型組裝完成后的首次出艙活動(dòng)。很快，神舟十五號乘組將與神舟十四號乘組在太空“會(huì )師”。屆時(shí)，中國空間站將首次有6名航天員在軌駐留。天舟五號的物資也將為在軌交接后的神十五航天員提供后續半年最充分、最踏實(shí)的保障。

　　大，是“天舟快遞”未來(lái)的發(fā)展方向之一。

　　航天科技集團五院天舟貨運飛船總設計師白明生介紹，從天舟六號開(kāi)始，貨運飛船會(huì )進(jìn)行系統升級，如對貨物艙進(jìn)行比較大的改進(jìn)，大幅度增強密封艙的貨物運輸能力等。升級后，“天舟快遞”給航天員提供的物資將可以支撐更長(cháng)的時(shí)間。

　　“更快的交會(huì )對接速度、更大的載重比、更大的貨物運輸能力是我們永遠的追求。”航天科技集團五院天舟貨運飛船總指揮馮永說(shuō)。

　　作為空間站的地面后勤補給航天器，天舟貨運飛船采用型譜化方案，設計了滿(mǎn)足不同貨物運輸需求的全密封、半密封、全開(kāi)放3個(gè)貨物艙模塊，與通用推進(jìn)艙模塊組合形成全密封貨運飛船、半密封貨運飛船和全開(kāi)放貨運飛船3種型譜。馮永表示，未來(lái)如有大的備品備件需要送到空間站中，半密封貨船或全開(kāi)放的貨船將把大件物資“搬上去”。

　　劉 峣