分析天舟一號(hào)的五大亮點(diǎn)和三件秘密武器
中國(guó)昨天把“快遞”從地球做到了太空。20日晚19時(shí)41分,海南文昌發(fā)射場(chǎng),中國(guó)首艘貨運(yùn)飛船天舟一號(hào)順利發(fā)射升空,它將與天宮二號(hào)對(duì)接并送去6噸重的補(bǔ)給。
此次發(fā)射天舟一號(hào)要和天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接,對(duì)發(fā)射精度要求很高,因此,發(fā)射窗口不是一個(gè)時(shí)間范圍,而是一個(gè)確定的時(shí)間點(diǎn),一秒都不能差,這就是航天人所說(shuō)的“零窗口”,昨晚這個(gè)目標(biāo)已經(jīng)完美實(shí)現(xiàn)。
據(jù)記者了解,天舟一號(hào)將在升空后6個(gè)小時(shí)左右與天宮二號(hào)進(jìn)行第一次重要的“擁抱合體”,通過交會(huì)對(duì)接完成萬(wàn)眾矚目的推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加,隨后天舟一號(hào)撤離天宮二號(hào),伴隨著天宮二號(hào)180度轉(zhuǎn)向,通過全自主繞飛,一共要完成3次交會(huì)對(duì)接,3次推進(jìn)劑的在軌補(bǔ)加,以及空間應(yīng)用和航天技術(shù)等領(lǐng)域的多項(xiàng)實(shí)(試)驗(yàn)。在空中,天舟一號(hào)與天宮二號(hào)組合體在軌飛行約2個(gè)月,天舟一號(hào)獨(dú)立飛行約3個(gè)月。完成既定任務(wù)后,天舟一號(hào)將受控離軌,隕落至預(yù)定安全海域;天宮二號(hào)留軌繼續(xù)開展拓展試驗(yàn)和應(yīng)用。
據(jù)專家介紹,與神舟十號(hào)載人飛船在地面人員支持下進(jìn)行繞飛不同,此次天舟一號(hào)不需要地面人員干預(yù),將實(shí)現(xiàn)自主繞飛。“如果把神舟十號(hào)的繞飛比作是‘領(lǐng)著’小朋友學(xué)走路,那么此次貨運(yùn)飛船的繞飛則是‘看著’小朋友自己走路。”貨運(yùn)飛船設(shè)計(jì)師張強(qiáng)說(shuō)。
天舟一號(hào)太空之行有五大亮點(diǎn)
由于此次任務(wù)是天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船和長(zhǎng)征七號(hào)組成的空間站貨物運(yùn)輸系統(tǒng)的首次實(shí)用性亮相,外界對(duì)于這次發(fā)射給予極大關(guān)注。到底這個(gè)“只運(yùn)貨、不送人”的飛船大力士有哪些神奇的本領(lǐng)?這次任務(wù)又有哪些亮點(diǎn)呢?
一、天舟“肚大能裝貨”
據(jù)天舟一號(hào)副總設(shè)計(jì)師徐小平介紹,天舟系列貨運(yùn)飛船是中國(guó)載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略中,載人空間站工程的重要組成部分。據(jù)他介紹,天舟一號(hào)身高10.6米,體寬3.35米,可以運(yùn)送6噸多的貨物,整船最大裝載狀態(tài)下重量達(dá)13.5噸。
天舟一號(hào)的“大肚子”里裝著哪些貨物呢?載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師黃偉芬透露,天舟一號(hào)這次任務(wù)將驗(yàn)證貨物在打包、運(yùn)輸、信息管理、交付、裝載及微生物控制全過程方案的有效性。貨物主要側(cè)重3人30天的生活和健康的保障,比如航天食品、飲用水、個(gè)人衛(wèi)生清潔用品、廢物處理物品、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保物品等,它們要按照尺寸、類別、數(shù)量來(lái)選擇不同貨包并固定在貨艙支架上。據(jù)她介紹,此次任務(wù)中還將要搭載艙外航天服結(jié)構(gòu)服。我們此前只進(jìn)行過一次航天員出艙,所以希望通過這次飛行任務(wù)獲得更多的數(shù)據(jù),為未來(lái)艙外服的設(shè)計(jì)工作提供依據(jù)。
為充分發(fā)揮天舟一號(hào)的運(yùn)載能力,隨船還搭載幾十臺(tái)載荷設(shè)備,將在軌開展多項(xiàng)試驗(yàn)。據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解,這個(gè)大家伙裝有4個(gè)合計(jì)70公斤的貨包,包括一個(gè)27公斤的新鮮蔬貨包,目的是讓航天員在太空中也能嘗鮮。
二、首次挑戰(zhàn)“零窗口”發(fā)射
發(fā)射窗口是指運(yùn)載火箭攜帶著航天器發(fā)射升空比較合適的時(shí)間范圍,有的以小時(shí)計(jì)算,有的以天計(jì)算,在此期間火箭都可以發(fā)射。由于這次天舟一號(hào)要和天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室交會(huì)對(duì)接,對(duì)發(fā)射精度的要求很高,因此發(fā)射窗口是一個(gè)確定的時(shí)間點(diǎn),一秒都不能差,這就是航天人所說(shuō)的“零窗口”,對(duì)火箭和發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)的可靠性提出很高的要求。
據(jù)介紹,由于長(zhǎng)征七號(hào)火箭采用全低溫液氧煤油動(dòng)力系統(tǒng),發(fā)射前流程復(fù)雜,只要一個(gè)環(huán)節(jié)出問題就將錯(cuò)過發(fā)射窗口。長(zhǎng)征七號(hào)火箭副總設(shè)計(jì)師助理胡曉軍表示,去年6月長(zhǎng)征七號(hào)首飛時(shí)就按預(yù)定發(fā)射時(shí)間分秒不差地升空,為這次的零窗口發(fā)射進(jìn)行了驗(yàn)證,再加上我們對(duì)于這次發(fā)射的火箭進(jìn)行了一系列改進(jìn),所以對(duì)零窗口發(fā)射是有信心的。
三、首次實(shí)施“太空加油”
未來(lái)中國(guó)建成空間站后,航天員在軌的時(shí)間就不是以30天來(lái)估算,而可能是上百天,空間站運(yùn)行的燃料該如何補(bǔ)加呢?答案是,這項(xiàng)任務(wù)也由天舟系列貨運(yùn)飛船來(lái)完成。據(jù)了解,在天舟一號(hào)之前,掌握這項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家只有俄美,實(shí)現(xiàn)在軌加注應(yīng)用的只有俄羅斯。
在本次飛行任務(wù)中,天舟一號(hào)與天宮二號(hào)將實(shí)施我國(guó)首次推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加,突破和掌握推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù),為我國(guó)空間站組裝建造和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)掃清在能源供給問題上的最后障礙。
“太空加油”和我們平時(shí)在陸地上加油有什么不同?據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解,天舟一號(hào)與天宮二號(hào)對(duì)接之后,通過兩個(gè)航天器之間的氣體壓力,把推進(jìn)劑從天舟一號(hào)上源源不斷輸送到天宮二號(hào)。雖然看起來(lái)和地面加油差不多,但是要真正實(shí)現(xiàn)起來(lái)卻并不容易,既要保證它的交會(huì)對(duì)接精度提高一倍,又能滿足密封的要求,推進(jìn)劑是絕對(duì)不能泄漏的。
四、航天器全自主快速對(duì)接
中國(guó)之前的載人航天任務(wù)多次成功實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)交會(huì)對(duì)接,此次天舟一號(hào)與天宮二號(hào)將實(shí)現(xiàn)3次交會(huì)對(duì)接,這在我國(guó)載人航天史上還是首次。天舟一號(hào)與天宮二號(hào)對(duì)接之后組合體的保持時(shí)間也將遠(yuǎn)超此前。
據(jù)介紹,目前地面向國(guó)際空間站運(yùn)送航天員時(shí),交會(huì)對(duì)接通常會(huì)花費(fèi)2-3天時(shí)間。但從2012年起,俄羅斯分別采用進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船和聯(lián)盟號(hào)載人飛船與國(guó)際空間站成功實(shí)施了7次快速交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)。天舟一號(hào)的這次任務(wù)也將驗(yàn)證快速交會(huì)對(duì)接,從入軌到對(duì)接成功僅需幾小時(shí)。也就是說(shuō),如果和航天員同時(shí)出發(fā),我們坐高鐵從北京到上海,當(dāng)我們還在上海站下火車時(shí),航天員就已經(jīng)在遙遠(yuǎn)的空間站里跟我們打招呼了。
這種“快速”有什么意義呢?從人的方面說(shuō),可以縮短航天員在飛船狹小空間中滯留的時(shí)間,減少航天員不必要的體力與精力付出。從任務(wù)角度來(lái)說(shuō),快速交會(huì)對(duì)接還可保障科研用品,特別是生物制劑等無(wú)法經(jīng)歷長(zhǎng)期運(yùn)輸?shù)呢浧繁M快送達(dá)空間站,這對(duì)某些試驗(yàn)至關(guān)重要,甚至是決定性的。從安全的角度來(lái)說(shuō),如果空間站等航天器突遇緊急情況,快速交會(huì)對(duì)接可以快速地對(duì)故障實(shí)施搶修與緊急救援等工作。
五、首次主動(dòng)離軌受控隕落
一般衛(wèi)星在使命完成后,隨著推進(jìn)劑的消耗殆盡,會(huì)緩慢降低軌道高度,最終以大氣層燒毀的方式結(jié)束服役生涯。據(jù)專家介紹,天舟一號(hào)將首次采用主動(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)。
這種技術(shù)是否意味著中國(guó)在國(guó)際相關(guān)領(lǐng)域具備了先進(jìn)水平?徐小平認(rèn)為,這不代表技術(shù)的先進(jìn)性,而代表中國(guó)在航天領(lǐng)域的環(huán)保意識(shí)提升,是為減少太空垃圾做出非常有益的嘗試。據(jù)他介紹,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,將受控地墜落于南太平洋指定區(qū)域。
天舟一號(hào)三件秘密武器香港《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》20日稱, 天舟一號(hào)飛船肩負(fù)重大使命,絕不只是一艘普通的載貨飛船。天舟一號(hào)還將成為中國(guó)第一個(gè)實(shí)現(xiàn)天地一體化互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的航天器,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是航天員在太空中使用互聯(lián)網(wǎng),上網(wǎng)感受跟在家中一樣。
如何能保證把太空快遞準(zhǔn)確送到?據(jù)專家介紹,天舟一號(hào)有三件秘密武器:第一,太空垃圾力學(xué)環(huán)境測(cè)量系統(tǒng),可以在第一時(shí)間感知到太空垃圾撞擊的位置和受損程度,要知道一塊10克的太空垃圾也會(huì)對(duì)貨運(yùn)飛船造成極大干擾。第二,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、高速、大容量的開放性網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),可以無(wú)縫接入天宮二號(hào)等空間站網(wǎng)絡(luò)。第三,北斗導(dǎo)航星座的相對(duì)測(cè)量子系統(tǒng),將保證第一次執(zhí)行快遞任務(wù)的天舟一號(hào)不會(huì)找錯(cuò)“人”。