天舟一號(hào)6年苦練內(nèi)功 首創(chuàng)七大絕技

　　天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船啟程，這趟太空之旅內(nèi)容豐富，既要運(yùn)貨，又要與天宮二號(hào)“相約”，還要“太空加油”，沒有點(diǎn)“絕活”可不行。

　　北京晨報(bào)記者從中國航天科技集團(tuán)了解到，從天舟一號(hào)項(xiàng)目立項(xiàng)到在海南文昌發(fā)射場發(fā)射成功，過去整整6年的時(shí)間里，天舟一號(hào)“隱姓埋名”苦練內(nèi)功，經(jīng)歷了上千小時(shí)測試驗(yàn)證，經(jīng)受了上百次大型試驗(yàn)考核，首創(chuàng)七大獨(dú)門絕技。

　　絕技一 載貨性價(jià)比優(yōu)于國際現(xiàn)役貨運(yùn)飛船

　　貨運(yùn)飛船顧名思義承擔(dān)了為空間站“加油”和運(yùn)輸貨物的重?fù)?dān)，并負(fù)責(zé)將未來空間站里的廢棄物帶回大氣層燒毀。

　　為什么要造貨運(yùn)飛船呢？未來，我國要建造長期有人照料的空間站，這就需要輸送航天員所需的生活、工作物資、空間站運(yùn)轉(zhuǎn)所需的推進(jìn)劑。天舟系列貨運(yùn)飛船就是面向我國空間站建造和運(yùn)營物資運(yùn)輸補(bǔ)給任務(wù)全新研制的航天器。

　　因?yàn)樘熘垡惶?hào)“只運(yùn)貨、不送人”，它被一些媒體形象地稱為“快遞小哥”。“小哥”身高10.6米，體寬3.35米，體量與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器、天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室相當(dāng)，但肚大能容，運(yùn)送相當(dāng)于自身重量6噸多的貨物不在話下，上行載貨性價(jià)比優(yōu)于國際現(xiàn)役貨運(yùn)飛船，快遞貨物經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

　　天舟一號(hào)的兩艙結(jié)構(gòu)——貨物艙和推進(jìn)艙，最大限度地滿足了它貨物裝載以及提供能源、控制動(dòng)力等的需求，做到了簡潔卻不簡單。

　　絕技二 將實(shí)現(xiàn)世界第二個(gè)“太空加油”

　　就像汽車需要加油，未來空間站長期在軌也需要“加油”，這項(xiàng)任務(wù)就由“天舟”系列貨運(yùn)飛船來完成。在天舟一號(hào)之前，掌握了在軌推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)的國家只有俄羅斯和美國，其中，實(shí)現(xiàn)在軌加注應(yīng)用的只有俄羅斯。歐空局、加拿大、日本等也在此方面進(jìn)行著積極的研究探索，國際上在該領(lǐng)域的比拼從未停歇。

　　在天舟一號(hào)飛行任務(wù)中，天舟一號(hào)與目前正在軌飛行的我國首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室——天宮二號(hào)將實(shí)施我國首次推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加，并計(jì)劃開展多次推進(jìn)劑補(bǔ)加試驗(yàn)，突破和掌握推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)，為我國空間站組裝建造和長期運(yùn)營掃清在能源供給問題上的最后障礙。

　　絕技三 跟蹤飛船測控系統(tǒng)“搬”到了天上

　　以往我們對航天器的跟蹤、測控以及在軌異常的及時(shí)監(jiān)測處置，主要依賴陸基測控站和海基測量船。這就需要耗費(fèi)大量的人力物力建造、維護(hù)地面測控站和海上測量船，研制人員奔波在各個(gè)站點(diǎn)之間開展相關(guān)試驗(yàn)，并且受到跨國、跨境地域限制。

　　天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船首次采用了以天基測控體制為主的設(shè)計(jì)原則。簡單來說，就是將原本在地面或海上的測量系統(tǒng)“搬”到了天上，避免了在地面或海上的地域限制，實(shí)現(xiàn)了對航天器在軌飛行關(guān)鍵事件的全程跟蹤，以確保對在軌異常的及時(shí)監(jiān)測處置，降低了人力、物力、財(cái)力等成本。

　　絕技四 首次使用七大類國產(chǎn)新研核心元器件

　　為了帶動(dòng)元器件自主研制，加速實(shí)現(xiàn)元器件的自主可控，提前驗(yàn)證空間站中所用的關(guān)鍵元器件，作為飛行驗(yàn)證平臺(tái)的天舟一號(hào)首次大刀闊斧地使用了七大類國產(chǎn)新研核心元器件，將未來空間站建設(shè)的關(guān)鍵命脈牢牢握在手中。

　　絕技五 自主快速交會(huì)對接幾小時(shí)完成

　　在天舟一號(hào)之前，我國掌握的交會(huì)對接技術(shù)需要耗時(shí)兩天左右時(shí)間，天舟一號(hào)將開展自主快速交會(huì)對接試驗(yàn)，將交會(huì)對接的時(shí)間控制在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)。快速交會(huì)對接的實(shí)現(xiàn)，有利于提高飛行器在軌飛行的可靠性，減少交會(huì)對接過程中包括軌道控制等在內(nèi)產(chǎn)生的資源消耗，同時(shí)，更大程度上地保障飛行器，方便空間站突發(fā)事件應(yīng)急處理。一個(gè)形象的比喻是，天舟一號(hào)跨出了從“普通列車”邁向“高鐵”的一大步，能做到更快、更舒適、更穩(wěn)妥地運(yùn)輸貨物。

　　絕技六 搭載幾十臺(tái)載荷設(shè)備開展試驗(yàn)

　　作為往返于天地之間的交通工具，對比“神舟”系列飛船的“載人”特點(diǎn)，“天舟”系列貨運(yùn)飛船的主要功能是“運(yùn)貨”。而作為運(yùn)貨的“快遞小哥”，天舟一號(hào)在滿足運(yùn)輸貨物需求的同時(shí)，還最大限度地發(fā)揮了平臺(tái)效能，隨船搭載了幾十臺(tái)載荷設(shè)備，在軌開展十余項(xiàng)載荷試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)“一次飛行、多方受益”的目標(biāo)。

　　絕技七 太空之旅結(jié)束后將墜落南太平洋

　　天舟一號(hào)將在飛行任務(wù)結(jié)束后，經(jīng)由地面飛控工作人員決策，實(shí)施主動(dòng)離軌，通過兩次降軌控制，受控地墜落于南太平洋指定區(qū)域。

　　相較于一般衛(wèi)星在使命完成后，隨著推進(jìn)劑的消耗殆盡而緩慢降軌，最終在大氣層燒毀的結(jié)束方式，天舟一號(hào)首次采用主動(dòng)離軌方式，并能受控地落到預(yù)定區(qū)域。既避免自身成為太空垃圾、避開離軌過程中的不可控因素，又能為打造潔凈、安全的太空環(huán)境作出自己的貢獻(xiàn)。

　　天舟一號(hào)飛行任務(wù)作為空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)的收官之戰(zhàn)、空間站工程的關(guān)鍵一戰(zhàn)，是我國載人航天工程的重要一步。

　　天舟一號(hào)

　　總長10.6米

　　艙體最大直徑3.35米

　　整船最大裝載狀態(tài)下重量達(dá)13.5噸

　　我國目前體積最大、重量最重的載人航天器，由貨物艙和推進(jìn)艙兩艙結(jié)構(gòu)組成。其中，貨物艙安裝貨物、設(shè)備，推進(jìn)艙為貨運(yùn)飛船提供電力能源、推進(jìn)控制動(dòng)力并裝載推進(jìn)劑。2013年，貨運(yùn)飛船被正式命名為“天舟”。

　　4大任務(wù)目標(biāo)

　　空間實(shí)驗(yàn)室配合

　　驗(yàn)證推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)

　　全面考核貨運(yùn)飛船功能和性能

　　在空間實(shí)驗(yàn)室配合下，開展貨運(yùn)飛船控制組合體、繞飛至前向交會(huì)對接、快速交會(huì)對接等試驗(yàn)。

　　幕后英雄

　　中繼終端：搭天路 遠(yuǎn)程操控天舟駕駛

　　當(dāng)天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船成功發(fā)射后，中繼終端將在第一時(shí)間開機(jī)。隨后，中繼終端將與中繼衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)“太空握手”，建立星間鏈路，從而搭建出從天舟一號(hào)中繼終端到中繼衛(wèi)星再到地面的“太空天路”，科研人員將以此天基測控體制為主，對天舟一號(hào)實(shí)施在軌飛行控制，通過地面遙測遙控方式，對飛船姿態(tài)進(jìn)行控制，并與地面建立通信聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)對天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船的“遠(yuǎn)程駕駛”。

　　在隨后的飛行過程中，天舟一號(hào)中繼終端還將通過“太空天路”與天宮二號(hào)完成兩次交會(huì)對接任務(wù)，并為天宮二號(hào)“太空加油”。以其中的交會(huì)對接任務(wù)為例，通過中繼終端所搭建的天基測控通信系統(tǒng)，科研人員可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對天舟一號(hào)和天宮二號(hào)的“遠(yuǎn)程駕駛”，可以對天舟一號(hào)和天宮二號(hào)實(shí)現(xiàn)同時(shí)測控、同時(shí)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，所建立的星間鏈路可以實(shí)時(shí)向地面?zhèn)鬏斀粫?huì)對接畫面。

　　除此之外，天舟一號(hào)還將進(jìn)行包括載荷試驗(yàn)在內(nèi)的多項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證任務(wù)。這些任務(wù)的所有命令都是通過中繼終端發(fā)送的遙控和遙測指令來實(shí)現(xiàn)的。

　　通過搭建太空天路，實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)程駕駛”聽起來簡單，但實(shí)現(xiàn)起來不僅需要跨越393千米，還必須在不到1小時(shí)內(nèi)快速搭建完成，更要確保全程穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)復(fù)雜性可想而知。