天舟六号抵达:中国空间站迎来新“快递”

2023年5月10日,快递长征七号遥七运载火箭将搭载天舟六号货运飞船发射升空,天舟并带着货物飞往“太空家园”——中国空间站。号抵之后,达中天舟六号货运飞船会与正在轨道上运行的国空空间站组合体进行交会对接。

天舟六号开启了它的间站太空之旅,并创造了多项纪录。迎新作为我国新一批货运飞船的快递首发船,它也是天舟目前世界上运货效率最高的货运飞船之一。此次发射是号抵中国空间站转入应用与发展阶段后的首次飞行任务。那么,达中天舟六号究竟长得什么样?国空它的能力有多强呢?这次又是为太空站送了哪些货物?让我们跟记者一同探索吧!

5月7日,间站天舟六号货运飞船与长征七号遥七运载火箭的迎新组合体被垂直运输至发射塔架。黄国畅摄

运送物品给客户

“黄金搭档”定制配送

海上"天舟"发射升空,快递"神舟"在空中遥望。

长征七号遥七运载火箭将天舟六号货运飞船送上太空,送上了通往中国空间站的新“快递”。在数百度以外的空间站内,神舟十五号飞行乘组的航天员正满含期待地等待着天舟六号的抵达。

"天舟快递"将物品送达"家"的任务背后,离不开长征七号遥七运载火箭和天舟六号货运飞船这一对"黄金搭档"的贡献。尽管它们曾与"前辈"在多次任务中展现了默契配合,但面对新任务时,依然面临着不少挑战。

在广袤的太空中实现交会对接如同穿针引线一般精准,任何微小的误差都会导致两个航天器擦肩而过。因此,“零窗口”发射成为了运载火箭必须做到的要求。

空间站建造的历次发射任务中,我们都会瞄准‘窄窗口’的目标,力争实现‘零窗口’发射。尽管已经圆满完成了多次重大发射任务,但我们每一次发射都视同从头开始。文昌航天发射场天舟六号发射任务01指挥员王宇亮如是说。

此次天舟六号发射标志着改进型货运飞船的首次出征,技术状态发生了90多项的变化;长征七号遥七运载火箭也首次执行了新的测试和发射流程,几乎没有任何时间上的冗余……这些全新因素为这次任务带来了诸多的新情况、新挑战和考验。

为保证万无一失,工作人员持续监控火箭和发射场设备的状态,并密切关注技术状态的变化。特别注意发射日的工作准备、低温推进剂的保障以及执行任务时的台风防御等问题,力求全面准确地识别技术状态。

“航天领域有一句名言:航天工程和技术复杂且系统庞大,每一项任务都不仅仅是以往任务的直接延续。一旦某个环节出现失误,无论是哪一项工作中存在漏洞,或者零部件出现问题,都可能导致整场任务失败。”

在每次任务的准备阶段,我们都采用最严格的标准,坚决确保不带隐患发射,不带问题上天。王宇亮介绍道,在这些年来,文昌航天发射场引进了ISO9001标准,并全面推行质量管理体系认证;在此基础上,还建立了覆盖质量、环境和职业健康安全的一体化管理体系。为提升可靠性,我们大力推进设备设施的建设与改进流程优化。同时,还将测发、测控、通信、气象和后勤保障等系统数据进行了融合……通过一系列措施,文昌航天发射场成功实现了建设进度的加快、建设过程的规范和装备质量的有效控制,并深入阵地一线及机房指挥部,为后续空间站阶段的一次次发射任务提供了强有力的支撑。

在大约400公里高的太空中,确保“天舟六号”准确航行并最终与空间站组合体成功对接,少不了测控通信系统的精准支持。

天舟六号在测控通信系统的指导下,稳步向空间站接近。应答机是实现天地之间通信的关键组件。飞船发射后,要与地球建立通信链路,全靠这个应答机“牵线搭桥”。在电视直播中,观众听到的“发现目标”、“双向捕获完成”,就是表明飞船上的应答机已经成功与经过的地面站建立了联系。

如果应答机就像是往返于天际之间的“专列”,将天舟六号的重要遥测、遥控和话音信号在天地间进行传递,“空空通信”则是连接空间站组合体和天舟六号交会对接的“联络员”。这套设备由包括天线、空空通信机和接口等在内的多台装置组成,分别配置在需要对接的两个航天器上。它的任务是在交会对接阶段以及撤离阶段负责这两个航天器之间的双向数据传输,并传送指令、姿态及定位数据等重要信息。

当天舟六号距离空间站组合体100公里时,两者的通信便可以建立,从而最终使两架航天器能够抵达同一个地方。

接收包裹

"万里穿针" 支持自动签收功能。

为了迎接“天舟六号”的到来,“五一”假期期间,神舟十五号飞行乘组航天员忙碌不已。他们正在整理来自“天舟五号”上剩余的货物。“天舟五号”上的部分货物将留在空间站内,而剩余的消耗品则被放置在“天舟五号”中,在重返大气层时一同燃烧销毁。

一切准备妥当之后,航天员开始等待接收从地球上发出的新“快递”。太空中的签收过程并不像地上那么简单,它需要地面与空间站之间的紧密协作,才有可能确保顺利签收。

大家都知道,太空交会对接是载人航天活动的三个主要技术之一。这项任务技术要求非常高,包括精确度和难度都很高,并被生动地比喻为“千里穿针”。“万里穿针”的意思是完成空间交会对接需要极大的精度。现在我国的交会对接技术已经日趋成熟,在这方面具有明显的优势。

执行效率高。天和核心舱作为空间站的基础舱,空间站的所有建造工作都要在天和核心舱上完成。天和核心舱配置了多个对接口和停泊口。其中,停泊口连接的是问天实验舱和梦天实验舱;对接口则是货运飞船和载人飞船的接口。此次任务中,天舟六号与天和核心舱的后向端口进行了交会对接。这种对接方式的优点是使航天员搬运物资的过程更加方便、高效。

更稳妥的对接方法。从天舟一号到天舟四号,货运飞船都在“太空家园”无人状态下进行交会对接,只能选择自动模式。天舟五号飞行任务有所不同,在有人状态下空间站开始迎接货运飞船,这意味着飞船在自动交会对接过程中遇到故障时,可以切换到手动模式,由空间站里的航天员手动操作完成对接。此次天舟六号采用的是自动对接方式,并配备了手动模式作为备份方案,确保更稳妥的对接过程。

领取快递——

“天舟快递”豪华套餐

盼望已久,盼望着这一天的到来——天舟六号货运飞船终于来了!

在中国空间站内,三名航天员显得异常激动,渴望尽早拆解来自地球的“包裹”。

今年是中国首次执行载人航天任务的货运飞船发射活动,天舟六号携带了大量补给物资,并为未来计划中的神舟十六号和神舟十七号两个飞行乘组提供了支持。被称作“加强版货运飞船”的天舟六号不仅实力强大而且装载了大量的货物。

体型变大了——

面貌仍然很熟悉,不过体型变得更加魁梧了。天舟六号是一艘改进型的货运飞船,整船物资装载的能力从原来的6.9吨提升到了7.4吨。这意味着它是当前现役中货物运输能力和在轨支持能力最强的货运飞船。换句话说,天舟六号“拉货”的能力更强大了。

空间宽敞多了。

别看外表差不多,“里子”变化却很大。与天舟五号相比,天舟六号有效装载容量增加了20%。这是如何实现的呢?此前“天舟”货运飞船由货物舱和推进舱两部分组成,货物舱分为前锥段、柱段和后锥段三部分。柱段长度为4米,主要用于存货物品,而后锥段则是放置平台电子设备的空间。推进舱上有上下两层,并有8个推进剂贮箱。天舟六号做出了改进,在保留原有两层结构的基础上,将8个推进剂贮箱减少到一层设置4个,这样节省下来的空间可以用来存放之前位于后锥段的平台电子设备。这样一来,货物舱用于储存货物的有效空间显著增加。

拉货变得更加频繁了——

天舟六号运载的物资种类和前几次相比变化不大,主要包括服装、食品和饮用水等物品。其中,新鲜水果大约重达70公斤,大致相当于天舟五号所携带水果重量的两倍。这些水果将确保航天员在太空中的饮食需求得到满足。 空间站在太空中运行时需要调整姿态,这会消耗大量燃料。因此,货运飞船除了负责运送物资之外,还承担一项重要任务——为空间站补加推进剂。天舟六号携带了1.75吨的推进剂,在将其中一部分用来补充空间站的能源后,剩下的则由天舟六号自行使用以备不时之需。

库存更新了——

除了航天员日常所需物资,天舟六号的货物清单还包括一组电推进氙气瓶。这组氙气瓶作为空间站燃料推进剂的备用方案存在。它可以补充空间站使用的电推进器所需的工质,并有助于节约燃料消耗。此外,天舟六号还携带了一些设备,用于开展科学试验和验证工作。

梦想无垠,万里征途。“天舟”货运飞船让中国人实现太空长期驻留的梦想成真。短短6年间,“天舟一号”至“天舟六号”,这些“天舟”接连成功发射,为建造中国空间站和航天员的日常生活送去了必要的物资,并作出了重大贡献。

未来的“天舟”货运飞船将是最佳的“带货达人”,它们将不断适应各种任务需求并进行升级。我们有理由期待那些新的升级版“天舟”。

(解放军报,海南文昌5月10日电)

天舟六号的飞行任务示意图

程春蕾作图

“天舟”系列货运飞船进展记录

2017年4月20日,“天舟一号”是我国首次发射的货运飞船,并成功发射升空。它与“天宫二号”空间实验室实现了自动交会对接。这次成功的对接标志着中国航天正式进入了空间站时代。

★2021年5月29日,天舟二号发射成功并与中国空间站天和核心舱顺利实现自动交会对接,标志着我国在关键技术验证阶段首次成功发射了货运飞船。

★ 2021年9月20日,天舟三号顺利发射并成功,随后与天和核心舱及天舟二号构成的组合体完成了自动化对位,进入三舱(船)协同飞行模式。

* 2022年5月10日,“天舟四号”顺利发射,中国空间站从技术验证阶段正式进入建设阶段。

2022年11月12日,天舟五号发射升空,并成功进行了首次2小时内自动快速对接操作,这一成就创下了人类航天器对接速度的新纪录。

(程春蕾编纂)

本文刊登于5月11日《解放军报》,位于5版。