揭秘我国首艘货运飞船

　　我国首艘货运飞船于20日晚在海南文昌发射场发射升空，开始执行为期5个多月的太空飞行任务。任务中，货运飞船与天宫二号将实施三次交会对接，这在我国载人航天历史上还是第一次。三次交会对接主要目的是验证货运飞船的能力、绕飞至前向对接技术及自主快速交会对接技术。
　　作为建造空间站必备的关键技术，我国神舟系列飞船已成功完成了多次自动、手动交会对接。与神舟飞船相比，天舟一号具备了360度相位差的交会对接能力。以往神舟飞船和天宫交会对接，必须满足轨道上的一定相位差，而如今的天舟一号，在轨道的任意相位差条件下，都可以和天宫实现交会对接。天舟一号货运飞船系统副总设计师徐小平说：“第一次交会对接，实际上是对现有技术实现的又一次验证。”
　　通过第一次交会对接完成推进剂在轨补加后，天舟一号将撤离天宫二号，伴随天宫二号180度转向，通过全自主绕飞加速赶到天宫二号前方，从“前”侧与天宫二号进行第二次交会对接。
　　徐小平说，未来空间站会有不同方向的对接口，绕飞可以让航天器从多个方向与空间站对接，是空间站建造和运营的关键技术之一。“这次天舟一号的绕飞以及在绕飞基础上的交会对接将为空间站建设奠定更多经验和数据，为未来复杂对接做准备。”徐小平说。
　　在任务末期，天舟一号还将进行一次自主快速交会对接试验。与以往实施交会对接都是由地面完成远距离导引不同，这次交会对接将全程由飞船自主完成。这项技术不仅可以进一步提高飞行器自主控制能力，减轻地面支持人员的工作强度，还可以将之前需要两天左右的交会对接过程提速到6小时左右，为今后搭建空间站，完成密集的交会对接任务打下基础。
　　中国载人航天工程总设计师周建平说：“掌握这项技术将填补我国航天领域的技术空白，实现我国航天领域的技术跨越。”
　　意义——填补我国3项空白
　　1 天舟一号填补了我国空间货物运输系统空白。我国载人航天工程实施25年来，先后建立了载人天地往返、交会对接、空间实验室等核心系统。空间货物运输系统，是空间站建造的关键要素和重要基础之一。
　　2 天舟一号填补了我国载人航天器型谱化设计空白。天舟系列货运飞船作为空间货物运输的航天器，按照模块化思路搭建平台型谱，不同的货物舱模块与推进舱模块组合，构成“全密封”“半开放”和“全开放”货运飞船，有利于今后的货运飞船区别不同类型的货物运输需求进行针对性生产。
　　3 天舟一号开创了载人航天任务天基测控体制为主的飞行控制先河。在过往的载人航天任务中，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。
　　揭秘——将开展4项科学实验
　　1“微重力对细胞增殖与分化影响研究”项目
　　主要开展微重力环境对干细胞增殖分化、生殖细胞分化及骨组织细胞结构功能影响研究。这项研究将为开发抗骨质流失药物、应用多能干细胞进行缺血性心脏疾病的治疗、肝干细胞移植治疗肝功衰竭、太空人类生殖等提供理论依据和技术支持。
　　2“两相系统实验平台关键技术研究”项目
　　开展微重力条件下流体的蒸发和冷凝实验研究，认识微重力环境下具有质量交换流体界面动力学复杂特征与相变传热特殊规律，探索航天热设备在轨运行的强化换热机制，实验验证空间实验工质供给、气／液分离与热控等两相系统关键技术，为我国空间站两相系统实验柜和流体科学实验载荷研发奠定技术基础。据李绪志介绍，这个项目由我国科学家首次提出，也是国际上首次开展蒸发与冷凝组合空间实验，有望使我国在此领域率先获得科学成果和实验技术的突破。
　　3“非牛顿引力实验检验的关键技术验证”项目
　　在轨测试高精度静电悬浮加速度计工作性能。这项验证也将对我国“卫星重力测量”“空间引力波探测”等空间计划提供重要技术支撑。
　　4“主动隔振关键技术验证”项目
　　在轨进行六自由度磁悬浮主动隔振关键技术验证，同时为非牛顿引力实验检验关键技术验证装置提供高于飞行器平台1～2个数量级的微重力环境。
　　“数读”天舟一号飞行任务
　　我国首艘货运飞船天舟一号20日晚开启了 “太空快递”的旅程。在揭开神秘面纱的那一刻，科研人员早已用一连串简单数字将它的使命任务勾勒出来。
　　数字0
　　“零窗口”发射：在这次发射中，为提高飞船入轨精度，中国海南文昌航天发射场瞄准“零窗口”发射，让火箭分秒不差准时点火升空，确保天舟准时准点入轨。
　　发射窗口，是指适合运载火箭发射升空的时间范围。“零窗口”发射则是指发射窗口时间内，紧贴窗口上沿即最优时间实施发射。
　　数字1
　　第一艘：天舟一号是我国专门针对空间站而建造的第一艘货运飞船，总长10．6米，舱体最大直径3．35米，整船最大装载状态下重量达13．5吨，是我国目前为止体积最大、重量最重的航天器。
　　首次飞行：这次任务是天舟一号与长征七号共同组成的空间站货运运输系统的首次飞行，主要意义在于验证货物运输系统设计的正确性和产品的可靠性，以及中国载人航天工程各个系统执行货物运输任务的协调性、匹配性。
　　数字2
　　第二次飞行：天舟一号飞行任务，是长征七号运载火箭的第二次飞行。
　　“三步走”战略“第二步”：天舟一号飞行任务是空间实验室飞行任务的收官之战，也是中国载人航天工程“三步走”发展战略“第二步”的收官之战。这次任务完成后，我国将正式迈进“空间站时代”。
　　1992年9月，中央决策实施载人航天工程并确定了我国载人航天“三步走”发展战略：第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程并开展空间应用实验；第二步，突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的短期有人照料的空间应用问题；第三步，建造空间站，解决有较大规模的长期有人照料的空间应用问题。
　　数字3
　　第三次亮相：中国海南文昌航天发射场是我国自主设计建设的第一座绿色生态环保、完全对外开放的现代化新型航天发射场，主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站、货运飞船、深空探测器等发射任务。2016年，长征七号和长征五号在这里首飞成功。天舟一号飞行任务是发射场承担的第三次发射任务。未来，我国的探月工程三期飞行器、现代化空间站等都将从这里发射升空。
　　3种型谱：天舟货运飞船是我国载人空间站的重要组成部分，主要任务是为空间站补加推进剂和运输货物等。针对运输货物的不同类型和需求，天舟货运飞船设计了 “全密封”“半开放”“全开放”三种型谱。
　　3次交会对接：天舟一号发射入轨后，将在近半年的时间里与天宫二号进行3次交会对接。
　　第一次交会对接和此前神舟飞船自动交会对接的控制方式一样。第二次：为绕飞交会对接，这是空间站建造和运营的关键技术之一，可以让航天器从多个方向与空间站对接。第三次：为自主快速交会对接，可将之前需要2天左右的交会对接过程提速到6小时左右。
　　3次推进剂在轨补加：除了3次交会对接，天舟一号还将对天宫二号实施3次推进剂在轨补加。推进剂补加技术是空间站实现长期驻留的必要条件。
　　数字4
　　4大任务目标：天舟一号飞行任务将验证推进剂在轨补加技术，全面考核货运飞船功能和性能，开展货运飞船控制组合体、绕飞至前向交会对接、快速交会对接等试验，支持开展空间应用及技术试（实）验。
　　数字5
　　在轨飞行5个多月：天舟一号计划在轨飞行至少5个多月的时间，其中包括2个月的组合体飞行和不少于3个月的自主飞行，这是目前中国执行载人航天任务时间跨度最大的一次。
　　数字6
　　运输货物超6吨：天舟一号有6吨左右的货物运输能力。其中，搭载试验载荷主要包括非牛顿引力实验检验装置、探测跟踪技术验证试验装置等10余项载荷。有关设备和物质主要包括，按照3人30天需求量配置的真实生活物资或质量模拟件、1套模拟舱外服、软质水箱和硬质水箱各1个、氧瓶和氮瓶模拟组件各2个。
　　（本文来源：东江时报）

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