科技日報記者?張 曄?實習生?季天宇?

5月29日，天舟二號貨運飛船在海南文昌發(fā)射場成功發(fā)射。8小時后，天舟二號與天和核心艙完成對接，“快遞包裹”順利抵達目的地。作為貨運飛船的天舟二號此次挑起“太空快遞員”的重任，主要任務是為空間站提供補給，給航天員日后在太空的生活與工作提供保障。

遙遙天河，天舟二號如何將太空“包裹”安全送達？

遠不止帶貨這么簡單

根據(jù)計劃，中國將于今年6月發(fā)射神舟十二號載人飛船，3名航天員屆時將乘坐飛船前往天和核心艙，并在那工作、生活3個月。為了滿足航天員日常生活所需，天舟二號提前出發(fā)，滿載著貨物奔向天和核心艙。

天舟二號的神秘“包裹”里裝了啥？首先是食物補給，太空餐桌上的美食“花樣”不少，魚香肉絲、宮保雞丁等特色菜肴供應充足。航天員進行太空行走必備的艙外航天服，天舟二號也貼心送到。這些艙外航天服重量達100多公斤，共有6層，具有防輻射、防高低溫、壓力調整等作用，還具備生命保障系統(tǒng)。

“包裹”里的貨物，遠不止航天員日常所需物品，天舟二號的使命也不僅限于此。

“空間站在地球低軌道運行，會受到殘存大氣阻力的影響而逐漸降低軌道高度。所以，在空間站軌道降低到一定高度時，就必須提升它的軌道高度，這就需要加注燃料。此次天舟二號攜帶了3噸推進劑，它們將在空間站的軌道維持方面發(fā)揮重要作用?！比珖臻g探測技術首席科學傳播專家龐之浩說。

此外，空間站建成后，平臺設施的搭建安裝等所需材料都要基于貨運飛船的運輸?！柏浳镄遁d后，貨運飛船也可以用作空間站的附加活動室，開展空間科學實驗，有的國家航天員甚至在里面休息?！饼嬛普f，可見在今后，貨運飛船的用途將會越來越廣。

載荷比世界第一

5月末發(fā)射貨運飛船，6月份發(fā)射載人飛船，兩次發(fā)射時間間隔非常之近，為什么貨物和航天員要分開運送？兩次發(fā)射任務合二為一，豈不是更加方便且節(jié)約成本嗎？

“實踐證明，這種人貨分開的運輸方式，既能增加貨物的運載量，又能降低成本，還很安全?！饼嬛普f。

早在上世紀70年代，蘇聯(lián)就開始建造空間站。但是，當空間站建成運行后，空間站的燃料及航天員的能量補給嚴重不足，蘇聯(lián)便嘗試使用人貨混裝的載人飛船解決此問題。但這種載人飛船每次只能為空間站運送幾百千克的貨物，效率非常低下，成本也極高。無奈之下，航天專家嘗試將“聯(lián)盟號”載人飛船改造成“進步一號”貨運飛船，直接向空間站運送貨物，效果反而出人意料地好。

從此，不少國家積極發(fā)展貨運飛船，也正因為這些“專職”的貨運飛船，空間站在軌長期載人航天的需求被大大滿足，人類在太空駐留的時間才得以不斷刷新。

這次天舟二號嚴格控制平臺自身重量，最大程度提高貨物運輸能力——發(fā)射重量13.5噸，運貨能力則達到6.9噸，超過了飛船自重?！耙溃看挝覈l(fā)射‘神舟’載人飛船滿載3人時，只能攜帶約300千克貨物。”龐之浩說。而此次天舟二號貨運飛船以最小的結構重量達到最大的裝貨能力，載荷比達到了51%，這項重要指標位居世界第一。

8小時就可安全運抵

從地面“發(fā)貨”到太空順利“簽收”，僅耗時約8小時，天舟二號憑借快速交會對接技術完成了這一壯舉。

采用標準模式交會對接，從貨運飛船進入軌道，再到追上空間站完成對接，整個過程大概需要繞地球飛行30多圈，運行兩天多的時間。而采用快速交會對接模式只需要繞地球運行4圈，大大減少了耗時。如此一來，載人飛船的快速救援、空間站的應急維修、資源的供給調動都會更加靈活、及時。掌握這項技術的目前只有俄羅斯和中國。

為了實現(xiàn)快速交會對接，研制團隊突破了諸多技術。原本，航天器遠距離導引段需要地面干預，如今這項工作完全交由航天器的星上計算機自主運行。

發(fā)射和對接過程中會產(chǎn)生強烈的震動和撞擊，這將給運輸物資中的精密儀器帶來不小傷害。如何保護這些嬌貴的精密儀器，讓他們順利完成太空任務？這就需要采用“軟包裝”來實現(xiàn)精密儀器的裝載、運送。

為此，研制團隊創(chuàng)新性地提出了可控阻尼的控制思路?！斑@種包裝與傳統(tǒng)的硬連接不同，它包裹在泡沫或氣囊袋里面，再一起固定在貨架上，能為裝載對象提供一個柔軟、高阻尼的分布式系統(tǒng)支撐，從而起到良好的隔離減震效果。”龐之浩表示。

據(jù)了解，我國將于今年9月、10月分別實施天舟三號和神舟十三號載人飛船任務。飛行乘組也將由3名航天員組成，在軌駐留6個月。屆時，提前出發(fā)的天舟三號會做好保障工作，迎接航天員的到來。


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