天舟四號(hào)成功對(duì)接中國空間站

5月10日1時(shí)56分，天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船成功發(fā)射，正式開啟中國空間站全面建造的大幕。約6.5小時(shí)后，天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船與在軌運(yùn)行的空間站組合體成功對(duì)接。天舟四號(hào)裝載了共計(jì)200余件（套）貨物，將為神舟十四號(hào)航天員6個(gè)月在軌駐留、空間站組裝建造、開展材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)等空間應(yīng)用領(lǐng)域提供物資保障。

神舟十四號(hào)載人飛船6月發(fā)射。

新京報(bào)訊 據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，2022年5月10日1時(shí)56分，搭載天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)遙五運(yùn)載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火發(fā)射，約10分鐘后，飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道。2時(shí)23分，飛船太陽能帆板順利展開工作，發(fā)射取得圓滿成功。飛船飛行約6.5小時(shí)后，與天和核心艙后向?qū)樱D(zhuǎn)入三艙（船）組合體飛行狀態(tài)。

天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船裝載了神舟十四號(hào)3名航天員6個(gè)月在軌駐留消耗品、推進(jìn)劑、應(yīng)用實(shí)（試）驗(yàn)裝置和樣品材料、備品備件及部分載荷等物資。其上行物資總重約6噸。

此次發(fā)射是我國載人航天工程的第22次發(fā)射，是空間站建設(shè)從關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段轉(zhuǎn)入在軌建造階段的首次發(fā)射，也是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的第420次飛行。

2022年，中國載人航天工程還將執(zhí)行5次宇航發(fā)射任務(wù)，把2艘載人飛船、2個(gè)空間站實(shí)驗(yàn)艙、1艘貨運(yùn)飛船送入太空，完成我國空間站在軌建造。

關(guān)注 1

天舟四號(hào)飛船肩負(fù)哪些使命？

承擔(dān)著為神舟十四號(hào)乘組提供物資保障、空間站在軌運(yùn)營(yíng)支持和開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)的使命

天舟四號(hào)任務(wù)是中國空間站開啟建造階段的揭幕之戰(zhàn)，也是全面完成中國空間站建設(shè)、實(shí)現(xiàn)載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵之戰(zhàn)，將為穩(wěn)步推進(jìn)我國空間站工程任務(wù)、打造國家太空實(shí)驗(yàn)室奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

航天科技集團(tuán)五院天舟貨運(yùn)飛船系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師楊勝介紹，作為空間站的地面后勤補(bǔ)給航天器，天舟貨運(yùn)飛船采用型譜化方案，設(shè)計(jì)了滿足不同貨物運(yùn)輸需求的全密封、半密封半開放、全開放3種貨物艙模塊，與通用推進(jìn)艙模塊組合形成全密封貨運(yùn)飛船、半密封半開放貨運(yùn)飛船和全開放貨運(yùn)飛船3種型譜。

“天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船為全密封貨運(yùn)飛船，是現(xiàn)役貨物運(yùn)輸能力最大、在軌支持能力最全面的貨運(yùn)飛船?！睏顒僬f，它承擔(dān)著為神舟十四號(hào)乘組提供物資保障、空間站在軌運(yùn)營(yíng)支持和開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)的使命，?？靠臻g站期間將實(shí)施貨物補(bǔ)給、推進(jìn)劑補(bǔ)加。

關(guān)注 2

為空間站帶去哪些“大禮包”？

包括貨包貨物和直接安裝貨物，上行物資總重約6噸

航天科技集團(tuán)五院貨運(yùn)飛船系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師白明生介紹，天舟四號(hào)裝載了共計(jì)200余件（套）貨物，其中包括貨包貨物和直接安裝貨物，將為神舟十四號(hào)航天員6個(gè)月在軌駐留、空間站組裝建造、開展材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)等空間應(yīng)用領(lǐng)域提供物資保障。

“其中一件貨物是力矩陀螺，重達(dá)170公斤，是目前已運(yùn)輸?shù)奈镔Y里最重的?！卑酌魃f，除此之外，天舟四號(hào)還搭載了3個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，均來自征集活動(dòng)。

“搭載實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，擴(kuò)展貨運(yùn)飛船應(yīng)用，可以有效提高貨運(yùn)飛船的綜合效率?！卑酌魃f。

而在貨物裝載方面，科研人員對(duì)天舟四號(hào)也進(jìn)行了持續(xù)優(yōu)化和改進(jìn)。

“天舟四號(hào)攜帶了補(bǔ)加推進(jìn)劑約750公斤，與天舟三號(hào)時(shí)相比差不多，但上行物資總重約6000公斤（6噸），比天舟三號(hào)多了300公斤，貨物的運(yùn)輸能力有了進(jìn)一步的提高?！卑酌魃榻B，“這次沒有再帶艙外航天服，上邊已經(jīng)有3套了?！?/p>

與天舟三號(hào)相比，天舟四號(hào)的貨物取用將更加方便。比如，天舟四號(hào)增加了貨包色彩標(biāo)識(shí)，航天員查找貨物將更加直觀。貨物艙中的貨格與蓋板，天舟四號(hào)增加了更加便捷的尼龍搭扣連接方式，在軌可隨時(shí)開合。此外，科研人員還對(duì)貨包內(nèi)的緩沖泡沫進(jìn)行分塊小型化優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少空間占用，更便于收納存儲(chǔ)。

“努力為航天員在軌駐留期間提供更多的便利，是我們一以貫之的理念?！卑酌魃f。

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天舟貨運(yùn)飛船有何技術(shù)創(chuàng)新？

四方面創(chuàng)新，包括減少對(duì)陸基測(cè)控站和?；鶞y(cè)量船的依賴等

據(jù)中國航天科技集團(tuán)有限公司所屬中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院（簡(jiǎn)稱“火箭技術(shù)研究院”）介紹，天舟貨運(yùn)飛船總長(zhǎng)10.6米，艙體最大直徑3.35米，太陽電池翼展開后的最大寬度近15米。飛船采用貨物艙和推進(jìn)艙兩艙設(shè)計(jì)，貨物艙用于運(yùn)輸各類物資，推進(jìn)艙提供能源和動(dòng)力。同時(shí)，飛船新增貨物保障、推進(jìn)劑補(bǔ)加、繞飛交會(huì)對(duì)接、手控遙操作、組合體姿軌控制支撐功能。

在技術(shù)上，天舟貨運(yùn)飛船在四個(gè)方面有所創(chuàng)新。天舟貨運(yùn)飛船的上行載貨比、貨物運(yùn)輸、推進(jìn)劑補(bǔ)加等綜合能力比肩甚至優(yōu)于國際現(xiàn)役貨運(yùn)飛船。它還突破了推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)，這是我國空間站組裝建造和運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

天舟貨運(yùn)飛船以天基測(cè)控體制為主的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵事件全程跟蹤測(cè)控、在軌異常及時(shí)監(jiān)測(cè)處置，減少了對(duì)陸基測(cè)控站和?；鶞y(cè)量船的依賴。

此外，飛船還具備自主快速交會(huì)對(duì)接能力，采用自主導(dǎo)引模式，完全依靠船上設(shè)備導(dǎo)航和控制，在6.5小時(shí)內(nèi)自主規(guī)劃、多次變軌實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接。

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天舟貨運(yùn)飛船如何進(jìn)行燃料補(bǔ)加？

采用“增壓氣體回用+推進(jìn)劑恒壓擠壓”技術(shù)方案

據(jù)火箭技術(shù)研究院介紹，截至目前，世界上掌握了在軌推進(jìn)劑加注技術(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，采用的是氣體回用法;美國沒有進(jìn)行過在軌加注應(yīng)用，但通過飛行試驗(yàn)掌握了加壓加注的技術(shù)。

加壓法系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但推進(jìn)劑加壓溫升帶來安全隱患，同時(shí)補(bǔ)加方需消耗一定量的高壓氣體。氣體回用法系統(tǒng)復(fù)雜，技術(shù)難度大，但氣體資源無消耗，技術(shù)一旦突破，對(duì)長(zhǎng)期在軌的空間站更為有利。

火箭技術(shù)研究院介紹，考慮我國空間站長(zhǎng)期在軌推進(jìn)劑補(bǔ)加需求，天舟貨運(yùn)飛船聯(lián)合空間站采用“增壓氣體回用+推進(jìn)劑恒壓擠壓”技術(shù)方案。貨運(yùn)飛船完成與被補(bǔ)加飛行器的推進(jìn)劑管路對(duì)接與密封，由被補(bǔ)加飛行器壓氣機(jī)將貯箱氣腔內(nèi)增壓氣體回抽至氣瓶，降低貯箱背壓，以具備接收推進(jìn)劑條件，貨運(yùn)飛船再以恒壓方式將推進(jìn)劑輸送至被補(bǔ)加飛行器膜盒貯箱，并吹除連接管路推進(jìn)劑和脫開連接管路，完成推進(jìn)劑補(bǔ)加。

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如何“萬里穿針”精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)“太空之吻”？

提出可控阻尼的控制思路，既不影響捕獲性能，又可抵消撞擊能量

要在茫茫太空中將“時(shí)鮮貨”送達(dá)，天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船需要“萬里穿針”，與空間站精準(zhǔn)、安全、可靠對(duì)接，實(shí)現(xiàn)“太空之吻”，這對(duì)貨運(yùn)飛船的對(duì)接機(jī)構(gòu)是一場(chǎng)考驗(yàn)。

承擔(dān)對(duì)接機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)研制的航天科技集團(tuán)八院相關(guān)設(shè)計(jì)師介紹說，我國空間站的建造猶如“搭積木”，而連接起各個(gè)艙段的“關(guān)節(jié)”正是對(duì)接機(jī)構(gòu)。在對(duì)接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)師就充分考慮到了未來空間站建造需要適應(yīng)8～180噸各種噸位、各種方式的對(duì)接。

對(duì)接過程中產(chǎn)生的巨大對(duì)接能量，給對(duì)接機(jī)構(gòu)的緩沖耗能能力提出了更高要求。

為了讓兩個(gè)重量級(jí)的航天器在對(duì)接時(shí)可以“輕盈優(yōu)雅”，設(shè)計(jì)師們通過大量的技術(shù)攻關(guān)和方案論證，系統(tǒng)性地提出了可控阻尼的控制思路，通過緩沖等措施，既不影響捕獲性能，又可以抵消撞擊的能量，突破了這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

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何時(shí)完成空間站在軌建造？

今年可完成，之后工程將轉(zhuǎn)入為期10年以上的應(yīng)用與發(fā)展階段

根據(jù)任務(wù)安排，發(fā)射天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船后，6月將發(fā)射神舟十四號(hào)載人飛船，7月發(fā)射空間站問天實(shí)驗(yàn)艙，10月發(fā)射空間站夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙，空間站的三個(gè)艙段將形成“T”字基本構(gòu)型，完成中國空間站的在軌建造。之后還將實(shí)施天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船和神舟十五號(hào)載人飛船發(fā)射任務(wù)。

據(jù)介紹，神舟十四號(hào)和神舟十五號(hào)兩個(gè)乘組均由三名航天員組成，都將在軌飛行6個(gè)月，并將首次實(shí)現(xiàn)在軌乘組輪換，實(shí)現(xiàn)不間斷有人駐留。兩個(gè)乘組6名航天員將共同在軌駐留5～10天。

“今年完成空間站在軌建造以后，工程將轉(zhuǎn)入為期10年以上的應(yīng)用與發(fā)展階段。初步計(jì)劃是每年發(fā)射兩艘載人飛船和兩艘貨運(yùn)飛船。航天員要長(zhǎng)期在軌駐留，開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)，并對(duì)空間站進(jìn)行照料和維護(hù)?！敝袊d人航天工程辦公室主任郝淳表示。

此外，為進(jìn)一步提升工程的綜合能力和技術(shù)水平，我國還將研制新一代載人運(yùn)載火箭和新一代載人飛船。其中，新一代載人運(yùn)載火箭和新一代載人飛船的返回艙都可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用;新一代載人飛船綜合能力也將得到大幅提升，可以搭載7名航天員。另外，還將開展更大規(guī)模的空間研究實(shí)驗(yàn)和新技術(shù)試驗(yàn)。

“載人航天工程是一項(xiàng)‘既高大上，又要接地氣的偉大事業(yè)?！焙麓颈硎?，未來，中國空間站還將開展空間生命科學(xué)、空間材料科學(xué)、航天醫(yī)學(xué)等一大批科學(xué)實(shí)驗(yàn)和新技術(shù)驗(yàn)證，有望在科學(xué)探索和應(yīng)用研究上取得重大成果和突破。同時(shí)，這些技術(shù)會(huì)更多地進(jìn)行轉(zhuǎn)化，服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國計(jì)民生。

揭秘

長(zhǎng)七火箭首次實(shí)現(xiàn)一個(gè)月內(nèi)完成測(cè)試發(fā)射

記者從火箭技術(shù)研究院獲悉，為了滿足未來空間站運(yùn)營(yíng)的需求，火箭系統(tǒng)工作人員對(duì)發(fā)射前的流程進(jìn)行了優(yōu)化，將測(cè)發(fā)周期減少4天，由原來的31天縮減到27天。這也是長(zhǎng)七火箭首次實(shí)現(xiàn)在一個(gè)月內(nèi)完成測(cè)試、發(fā)射。

本次任務(wù)中，火箭共有射前流程優(yōu)化和可靠性提升等17項(xiàng)技術(shù)狀態(tài)變化。其中包括：在發(fā)射日并行加注液氧煤油，減少了射前準(zhǔn)備時(shí)間、降低了對(duì)人員設(shè)備氣象保障等條件的要求、提高了發(fā)射可靠性;合并第一次總檢查與真增壓匹配測(cè)試，確保測(cè)試覆蓋性的同時(shí)，減少重復(fù)性測(cè)試等。

本次發(fā)射任務(wù)長(zhǎng)七火箭進(jìn)行了液氧煤油并行加注，將發(fā)射日12小時(shí)流程縮減至8小時(shí)。早在發(fā)射隊(duì)進(jìn)入發(fā)射場(chǎng)的3個(gè)多月前，火箭技術(shù)研究院長(zhǎng)七研制團(tuán)隊(duì)就開始組織各專業(yè)組人員，進(jìn)行液氧煤油并行加注流程的更改分析，確定并行流程更改的原則，從流程更改方案，到流程更改實(shí)施方案，再到發(fā)射日預(yù)案籌備，進(jìn)行了全方位的籌備策劃。

此外，與以往長(zhǎng)征火箭發(fā)射前幾個(gè)小時(shí)開始加注不同，長(zhǎng)七火箭經(jīng)過專門設(shè)計(jì)和演練，它的液氧和煤油推進(jìn)劑組合雖然屬于低溫燃料，但是可以安全停放24個(gè)小時(shí)，這樣便可以靈活應(yīng)對(duì)多種發(fā)射需求，而且在發(fā)射前程序最為復(fù)雜的階段，減少了工作量，可以為成功發(fā)射爭(zhēng)取更多有利時(shí)間，提高可靠性。長(zhǎng)七火箭在研制之初，就把燃料加注后停放24小時(shí)作為一項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)納入了型號(hào)研制過程，也因此具備了“想打就打”的發(fā)射能力。