中國“太空快遞”第一單

李國利++陳曦++王楠楠++梅常偉++曾濤++田兆運++卜多門++涂超華

4月20日晚，中國海南文昌航天發(fā)射場，搭載著天舟一號貨運飛船的長征七號遙二運載火箭點火升空，中國首單“太空快遞”正式發(fā)出。22日12時23分，天舟一號與天宮二號順利完成自動交會對接。

作為中國載人空間站工程的重要組成部分，首艘貨運飛船天舟一號“只運貨，不送人”，因此被形象地稱為“太空快遞員”，一亮相便成為了目前中國最受關(guān)注的“快遞小哥”。未來幾個月，天舟一號將在太空中獨自完成它的首單“太空快遞”任務(wù)。它為這次任務(wù)都作了哪些“入職培訓(xùn)”？攜帶了哪些“秘密武器”？將闖過多少道“關(guān)卡”才能順利完成首單任務(wù)？

大塊頭有“小心機”

作為中國太空快遞的明星，天舟一號首先在身材上、體力上就令人矚目。

不信？先看一組數(shù)據(jù)：身高10.6米，體寬3.35米，最大裝載狀態(tài)下重量達(dá)13.5噸，由貨物艙和推進(jìn)艙兩艙結(jié)構(gòu)組成，是我國目前為止體積最大、重量最重的航天器，運送6噸多的貨物不在話下。

這次任務(wù)，天舟一號要為天宮二號帶去6噸左右的貨物和推進(jìn)劑，其中有大大小小100多個貨包。

在貨物艙里，按照3人30天需求量配置的真實生活物資或質(zhì)量模擬件、1套模擬艙外航天服、2個模擬氧瓶組件、2個模擬氮瓶組件、1個軟質(zhì)水箱、1個硬質(zhì)水箱等各種貨物，放在貨架上。

說到貨物艙的設(shè)計，那咱們的“太空快遞員”天舟一號絕對是個“心機boy”。

貨物艙為圓柱形，艙壁周圍為格狀結(jié)構(gòu)的貨架，上面裝有天藍(lán)色把手，中間形成一個矩形過道。為了讓未來的“客戶”在艙內(nèi)活動更安全、舒適，內(nèi)部的地板采用了深色硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，方便蹬踏，天花板為淺色。

“上淺下深顏色的布局，可以營造出一種天地感，讓人不會眩暈。”天舟一號貨運飛船系統(tǒng)總體副主任設(shè)計師張健說，在失重環(huán)境下，把手位置的設(shè)計要合理，必須裝在容易使力的地方，就連艙內(nèi)的儀表、計算機的每個旋鈕力也都要經(jīng)過測試，“包括到位的‘咔的那一下，都是嚴(yán)格要求的，讓人知道擰到什么位置到位?！?/p>

這還不算什么，天舟一號貨物艙還能在簡單改造后“變身”為全密封、半密封、全開放三種形態(tài)。

全密封主要用于運輸航天員消耗品、密封艙內(nèi)設(shè)備與試驗載荷；半密封除了可以運輸密封艙內(nèi)貨物外，還可以滿足包括太陽電池翼等艙外物資的運輸需求；全開放貨運飛船主要用于大型艙外貨物的運輸。

沖著天舟一號這股子為用戶著想的勁兒，不想打五星好評都難。

“秘密武器”

為了這一趟遠(yuǎn)差，“太空快遞員”天舟一號準(zhǔn)備了不少秘密武器。下面就給大家曬幾件：

第一件：“防曬霜”

太空中的日曬強度比地球上猛烈千百倍，在太陽照射的情況下，天舟一號的表面會迅速升溫，為了幫助推進(jìn)艙中的設(shè)備“防暑降溫”，聰明的天舟一號在自己皮膚上涂了一層“防曬霜”。

這款太空版“防曬霜”是一種航天專用的白漆熱控涂層，具有優(yōu)良的散熱性能。

第二件：高科技貨包

由于運送的貨物中有不少精密儀器和航天員用品，為了保證貨物能夠安全不受損地到達(dá)“客戶”手中，天舟一號精心準(zhǔn)備了一種高科技貨包來裝載貨物。

這種高科技貨包，采用系列化設(shè)計，根據(jù)貨物尺寸，可調(diào)節(jié)大小、形狀。其外觀呈乳黃色，采用新型抗菌防潮防霉布料，里面則使用一種新研制的防火防潮且抗震的泡沫或者氣囊來包裹貨物，可確保部分貨物在貨包中安全地存放一年。

第三件：保駕護(hù)航的利器

早在出發(fā)前，天舟一號就“聽過”關(guān)于太空垃圾給國際同行帶來的困擾：“被小小一塊10克的太空垃圾迎面撞上，只刮花了漂亮帥氣的制服都算幸運，好幾次甚至差點穿透制服被送進(jìn)醫(yī)院。”于是，為了運輸過程更安全，天舟一號決定隨身攜帶力學(xué)環(huán)境測量系統(tǒng)。

這套“高大上”的系統(tǒng)不僅可以在天舟一號全飛行時段對傳統(tǒng)的振動、沖擊、噪音環(huán)境進(jìn)行檢測，還可以在第一時間感知到太空垃圾撞擊的位置和受損程度，甚至還能檢驗飛船結(jié)構(gòu)設(shè)計、貨物裝載合理性，為在軌損傷修復(fù)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供幫助。

第四件：相對測量子系統(tǒng)

這套系統(tǒng)不僅可以確保天舟一號與天宮二號首次交會對接的自主可控，安全性大大提高，還因為新增的整秒脈沖輸出功能，為全船的相關(guān)設(shè)備都提供了高精度的時間基準(zhǔn)。

換個通俗的說法，就是能夠讓天舟一號快速準(zhǔn)確地找到客戶位置，在客戶要求的時間內(nèi)將貨物送達(dá)。

此外，還有網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)、太空換熱衣、應(yīng)答機天線網(wǎng)絡(luò)等，為了這次任務(wù)“首秀”能夠順利完成，天舟一號可謂下足了“血本”。

任務(wù)全解讀

實際上，天舟一號遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只是一個快遞員這么簡單，其他任務(wù)也不少。

任務(wù)一：“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”。天舟一號這次就要進(jìn)行在軌推進(jìn)劑補加技術(shù)驗證，為天宮二號在軌加注。

別小看這次的“太空加油”，其過程要比汽車加油復(fù)雜得多，分為29個步驟，每步都需要精細(xì)控制，整個“加油”過程要持續(xù)好幾天。在天舟一號之前，只有俄羅斯和美國掌握了這項技術(shù)，其中，實現(xiàn)應(yīng)用的只有俄羅斯。

一旦當(dāng)天舟一號“學(xué)會”這項技能，就將為我國空間站組裝建造和長期運營掃除在能源供給問題上的最后障礙。

任務(wù)二：“太空芭蕾”

在第一次交會對接后，天舟一號將與天宮二號上演一場高難度的“太空芭蕾”——天宮二號轉(zhuǎn)體180度，天舟一號從天宮二號下方繞飛，同時轉(zhuǎn)體180度，加速趕到天宮二號前方，最終從“前”向與天宮二號進(jìn)行一次交會對接。

大家不要誤以為這是天舟一號的“?？帷毙袨?，其實，這項名為繞飛至前向交會對接的試驗是為了確保未來航天器能從多個方向與空間站對接而進(jìn)行的演練。

任務(wù)三：“從綠皮火車到高鐵動車的升級”

天舟一號將完成快速交會對接試驗，把之前需要2天左右的交會對接過程提速到6個小時左右，就像是從乘坐“綠皮火車”變?yōu)槌俗案哞F”。

這意味著可以縮短航天員在飛船狹小空間中滯留的時間，使載人太空飛行變得更加舒適、愜意，還可以讓無法經(jīng)歷長時間運輸?shù)呢浧繁M快送達(dá)，同時，更大程度上保障未來空間站的安全，方便空間站突發(fā)事件的應(yīng)急處理。

任務(wù)四：“帶著天宮二號一起飛”

按照正常情況下的飛行模式，從地球遠(yuǎn)道而來的天舟一號與天宮二號交會對接后，就可以好好休息一下，由“主飛行器”天宮二號負(fù)責(zé)對接后的飛行。

但是，這次天舟一號可不愿閑著，將開展貨運飛船控制組合體試驗，接過組合體飛行的“控制權(quán)”，帶著天宮二號一起飛。

當(dāng)然這也是有原因的，在主飛行器短時出現(xiàn)問題的情況下，另一航天器就可以發(fā)揮作用，進(jìn)行“搶救”。

任務(wù)五：高大上的空間應(yīng)用及技術(shù)試驗

雖然，天舟一號的主要功能是“運貨”，但在滿足運輸貨物需求的同時，天舟一號還可以最大限度地發(fā)揮平臺效能，隨船搭載了幾十臺載荷設(shè)備，將在軌開展十余項載荷試驗。

看到這里，小伙伴們一定想為天舟一號“一次飛行，多方受益”的精神點贊吧。

別急，還有最后一個任務(wù)呢。

為了避免自身成為太空垃圾，天舟一號將在完成飛行任務(wù)后，首次實施主動離軌，落于南太平洋預(yù)定安全海域，為打造一個潔凈、安全的太空環(huán)境作出貢獻(xiàn)。