11月15日,由中國航天科技集團有限公司五院抓總研制的天舟八號貨運飛船從文昌啟航。約3小時後,飛船與空間站組合體順利實作快速交會對接。
16日早上,神舟十九號航天員乘組在地面配合下開啟天舟八號艙門,開始太空「拆快遞」。 8時26分,航天員蔡旭哲開啟天舟八號艙門,進入天舟八號貨運飛船。神舟十九號航天員乘組將按計劃繼續開展貨物轉運等相關工作。
本次任務,天舟八號貨運飛船上行物資總重約6噸,包括航天員在軌駐留消耗品、推進劑、套用實驗和試驗裝置等物資,其中科學套用物資400多公斤,並為神舟十九號航天員乘組送去蛇年春節「年貨」。後續,神舟十九號航天員乘組將按計劃繼續開展貨物轉運等相關工作。
一日之內讓航天員
吃上新鮮水果
天舟貨運飛船肩負著運輸空間站物資、支持在軌科學試驗等重要使命。 與中國空間站「牽手」後,天舟八號將化身空間站的堅強後盾,助力在軌科學實(試)驗的順利進行,承擔起維護整個組合體姿態穩定、軌域控制的重任,最後還將「打包」帶走空間站的廢棄物。
天舟八號攜帶了超過80公斤的新鮮水果,為航天員的太空生活提供滿滿的維C。據 航天科技集團 董聖然介紹,天舟八號在臨射貨物的裝載能力上實作了新突破。貨運飛船團隊在發射前11個小時上崗作業,迅速將裝滿了新鮮果蔬的7個貨包妥善安置在船艙內,確保航天員能在一天之內吃到來自地球家園的新鮮水果。
此外,天舟八號實作了「發射自由」,解除發射視窗的能源約束。「以往,我們需要根據太陽的入射角、空間站的軌域,計算貨運飛船的發射視窗,找到最佳的發射時機。現如今,透過技術創新與軟件升級,我們打破了發射視窗的能源約束,發射視窗的選擇也更加靈活。」董聖然說道。
自開始建設中國空間站以來,貨運飛船的交會對接方案也在不斷重新整理紀錄。從天舟一號的2天交會對接,到天舟二號至四號的6.5小時快速交會對接,再到天舟五號創造的2小時快速交會對接新紀錄,「萬裏穿針」速度的不斷加快,為中國空間站在軌建造打下了堅實基礎。
掌握2小時的快速對接技術,意味著中國擁有了快速響應太空緊急狀況的能力,無論是發射應急船、實施太空救援,還是提供應急物資補給,都更加遊刃有余。然而,為了在速度、效率和安全三者之間尋求一個「最優解」,減輕各系統在執行任務過程中的壓力,天舟七號開始嘗試3小時對接方案,並取得了圓滿成果。董聖然介紹,天舟八號將繼續沿用3小時對接方案,這也將成為日後對接方案的「常態」。
卓越的「收納絕技」
作為改進型貨運飛船,天舟八號不僅增強了常規貨物運輸能力,還可以運輸超規格大尺寸大質素等特殊貨物和試驗載荷,展現出了卓越的「收納絕技」。
在本次任務中,天舟八號的貨艙內搭載了空間站艙門防護裝置以及兩組空間站氧氣瓶元件,為航天員的在軌生活提供了重要保障。那麽,這位太空中的「超級送貨員」是如何巧妙安排這些貨物的呢?
在打包和拆解「快遞包裹」時,研制團隊始終將航天員的需求放在首位。「貨運飛船的主要任務是為航天員的在軌生活運送物資,所以貨包怎麽裝怎麽拆,首先要做到以人為本。為了方便航天員取放物資,我們持續最佳化裝載方案,不斷提升航天員的使用體驗。」董聖然表示。
此外,飛船的裝載策略還需兼顧整船的質素特性。在貨物裝載的過程中,需要經過精密計算,使整船的質素特性滿足與火箭的介面要求,避免出現重量分布不均的情況,確保飛船在太空中的穩定飛行。
在本次任務中,天舟八號充分利用平台優勢,搭載了多項實(試)驗載荷。特別是靜電碎片探測載荷,能在太空中捕捉到比頭發絲還要細的納米空間碎片,為航天器的安全保駕護航。
相較於標準型貨運飛船,天舟八號的裝載空間和重量均提升20%以上。自天舟七號之後,中國天舟貨運飛船的發射頻次也從一年2發調整為2年3發。董聖然介紹:「這得益於天舟貨運飛船裝載量的顯著提升。貨船已步入了‘精準補貨’階段,可以根據空間站的實際需求,缺多少補多少,不斷提升補給效能。」
「神秘乘客」月壤磚樣品
天舟八號不僅可以運輸物資,還是重要的實(試)驗平台。在本次任務中,就搭載了一位「神秘乘客」——「月壤磚」樣品。
據悉,「月壤磚」或將成為未來月球蓋房子的建築材料。在搭乘天舟八號前往太空後,「月壤磚」樣品將被用於空間站艙外暴露試驗,經歷200攝氏度至零下200攝氏度的高低溫交變、宇宙強輻射等惡劣環境考驗。此後,「月壤磚」樣品將分3批每年下行一批樣品,以研究不同「月壤磚」分別經歷1年、2年和3年艙外暴露試驗後的變化,為以後就地取材建造月面建築進行材料驗證。
董聖然表示,「 月壤磚」非常珍貴, 作為天舟貨運飛船的研制方,他們深感責任重大,特意制定了針對「月壤磚」的防護措施,確保「月壤磚」在運往太空的途中不被多余物、微生物汙染。
此外,天舟貨運飛船還具備強大的載荷支持能力。在飛船的前錐、柱段和後錐等位置,都有多路供電資訊介面,具備安裝多個載荷的能力。
在天舟四號到天舟七號的任務中,每一艘貨運飛船都搭載了一個衛星載荷,而在天舟八號上,這一紀錄將被重新整理——首次搭載了來自清華大學的2顆衛星。「為使這2顆衛星能在不同的軌域上獨立飛行,我們將在飛船與空間站組合體停靠期間擇機釋放,讓它們分別‘奔赴’各自的軌域。」董聖然說。
從1顆星到2顆星,未來,天舟貨運飛船或許還能帶更多的「星星」上天。「貨運飛船釋放微納衛星也是其獨特的優勢之一,具備成本低、釋放策略靈活、釋放階段多等特點。」董聖然解釋道,未來,還可以利用貨運飛船運載余量,釋放更多衛星甚至衛星群,為空間科學實(試)驗作出更大貢獻。
部份素材來 源:中國載人航天工程辦公室,央視新聞
文/王樂天
編輯/劉淮宇 高一鳴
校對/任長勝
監制/黃希