人民日報：運輸能力大、貨運效率高、在軌支持能力全
天舟滿載啟新程
天舟滿載啟新程
文章來源：人民日報 發布時間：2024-01-18
圖①：天舟七號模擬圖。中國航天科技集團五院供圖
圖②：1月17日，搭載天舟七號貨運飛船的長征七號遙八運載火箭，在我國文昌航天發射場點火發射。
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1月17日22時27分，搭載天舟七號貨運飛船的長征七號遙八運載火箭，在我國文昌航天發射場點火發射，取得圓滿成功。天舟七號貨運飛船裝載了航天員在軌駐留消耗品、推進劑、應用實（試）驗裝置等物資，并為神舟十七號航天員乘組送去春節年貨。
海南文昌，椰林深處，一道耀眼尾焰點亮夜空。1月17日22時27分，搭載天舟七號貨運飛船的長征七號遙八運載火箭，在我國文昌航天發射場點火發射，約10分鐘后，天舟七號貨運飛船與火箭成功分離并進入預定軌道，之后飛船太陽能帆板順利展開，發射取得圓滿成功。天舟七號貨運飛船入軌后順利完成狀態設置，于1月18日1時46分，成功對接于空間站天和核心艙后向端口。交會對接完成后，天舟七號將轉入組合體飛行段。
本次任務有哪些亮點？天舟七號和長征七號做了哪些優化設計？本次交會對接采用何種新模式？
天舟七號貨運飛船采用3小時交會對接新模式
相比此前6艘貨運飛船，天舟七號的“體格”更健壯、姿態更靈活、“頭腦”更聰明。
天舟貨運飛船設計了3種滿足不同貨物運輸需求的型譜——全密封貨運飛船、半密封貨運飛船和全開放貨運飛船。天舟一號至天舟七號貨運飛船均是全密封貨運飛船，其中天舟七號為改進型全密封貨運飛船，是世界現役貨物運輸能力最大、貨運效率最高、在軌支持能力最全的貨運飛船。
據了解，天舟七號此次攜帶的航天員系統、空間站系統、應用任務領域、貨運飛船系統和工程總體貨物多達260余件，運輸物資總重約5.6噸，具有裝載貨物種類多、大型貨物多的特點。其中，試驗載荷定制貨包等大型貨物每件重量在100千克以上，將應用于空間站在軌運營、空間在軌科學試驗以及航天員生活保障。此外，天舟七號還為航天員乘組運送了2400千克的生活物資，包括春節年貨、新鮮果蔬大禮包等，并對包裝設計進行了優化，確保儲存時間更長。
和以往不同，天舟七號在與火箭分離約3小時后，于空間站后向對接口停靠。我國已驗證實施2天、6.5小時、2小時等交會對接方案，為何本次任務采用3小時的全新交會對接模式？
專家表示，幾種方案都是在技術發展不同時期務實選擇的最優方案。隨著技術成熟、經驗積累，技術人員探索出了新的最優解3小時。3小時方案集成了2小時方案中“快”的優勢和6.5小時方案中“可靠”的優勢，減少對電池燃料等的需要，減輕飛控團隊的壓力等。
據中國航天科技集團五院502所飛船制導導航與控制系統研制人員介紹，依托技術創新，通過調整飛船的飛行軌跡，使天舟七號與空間站的遠距離導引段縮短了一個圈次，時長相應縮減了1.5小時；在近距離導引段，減少或壓縮了近距離飛行流程，減少了走走停停，縮短了約2個小時。后續經過專家評估，3小時模式有望代替6.5小時方案成為新的基本模式。
對長征七號火箭本身狀態、任務流程等進行優化改進
搭載天舟七號的，依舊是貨運飛船的“專屬座駕”長征七號運載火箭。本次發射是長征七號第七次與天舟飛船攜手奔赴太空。
中國航天科技集團一院長征七號運載火箭發射隊隊員邵業濤介紹，本次發射對長征七號火箭本身狀態、任務流程等進行了一系列優化改進。
具體來看，長征七號主控計算機經過優化，能更加從容地應對臨射前可能出現的突發情況。再比如，為降低火箭升空后整流罩的載荷，提高火箭可靠性，研制團隊為火箭整流罩多增加了一些排氣孔。由于發射塔架離海邊僅有1公里左右，為提升對潮濕氣候的應對能力，長征七號還首次嘗試在轉運到發射塔架后，為整流罩穿上輕便型罩衣，盡量讓箭體與高溫、高濕、高鹽霧的外界環境隔絕。
中國航天科技集團一院長征七號運載火箭發射隊隊員周寧介紹，長征七號的“導航功能”也更加智能。通過迭代制導控制，二子級火箭將能夠根據實際情況隨時修正航向，將貨運飛船送到設定位置。“我們也正在通過信息化手段進行發射場工作的精細化控制。”周寧說，以往火箭的操作要求都是通過文件傳遞，過程中產生的數據也都是通過手抄筆記的方式記錄。如今，長征七號的操作規程都采用電子形式，通過逐步確認、分級確認的方式，確保操作、測試的完整性與正確性。
借助數字化、精細化的質量控制工作，長征七號測發周期已從早期的近40天提升到目前的25天。邵業濤介紹，長征七號正在開展5.2米整流罩的研制工作，研制人員也將不斷提高火箭故障適應性，讓長征七號成為具備故障診斷能力的“智慧火箭”。
發射塔架上，塔勤分隊展開防腐維護，保證塔架設施質量安全可靠；高壓變電站內，值班人員穿梭在高壓供電站一排排機組間監測儀器參數，保障高品質電力源源不斷輸送至發射場各處……文昌航天發射場為本次發射的圓滿完成提供了重要支撐。天舟七號任務發射區負責人張楠介紹，針對本次任務特點，文昌發射場從技術總體至分系統、從箭上操作至地面保障，所有崗位都開展了網格化、精細化分析，確保任務萬無一失。
截至目前，我國所有天舟貨運飛船都是從文昌航天發射場點火升空，這座發射場因此被譽為“天舟母港”。本次發射任務是文昌航天發射場今年的首次發射。
空間應用系統通過天舟七號上行物資，支持空間科學實驗
天舟七號此行的重任，是為在軌的神舟十七號和后續的神舟十八號兩個乘組運送補給物資，裝載空間和裝載重量均有不小提升。
飛船容量提升，離不開各類精密器件加量不“壓秤”的設計巧思。憑借自主程度更高、性能更穩定的技術手段，中國電子科技集團為天舟七號提供了更加輕量化、小型化、高精度的核心器件。
“別看這單個芯片僅有幾平方毫米，卻能在實現低功耗的同時兼顧高效率的輸出，極小體積可以產生巨大能量，為系統載荷的順利運轉提供強大助推。”中國電子科技集團專家表示，團隊為貨運飛船的關鍵器件研制配套了多款核心芯片、功放模塊、電纜等產品，助力塑造更加智能、輕量的飛船載荷。
本次任務中，中國航天科工集團三院33所自主研制的石英撓性加速度計再次搭載飛船出征，它能夠在太空微重力環境下提供精準的加速度測量，從而幫助飛行器實時把握姿態，成為九天之上展現“中國精度”的重要器件。
天舟七號還搭載了一位新“乘客”，它就是由中國航天科技集團五院529廠研制的可在軌獨立更換熔斷器的新型供電插座。在空間站建造階段初期，供電插座的安裝方式一旦發生熔斷器熔斷，只能進行整機更換，由航天員將供電插座帶回地面并返廠維修。該種維修方式成本高、周期長，無法實現載人航天“低成本、可重復在軌維修”的目標。
新型供電插座具備顯著優點，航天員在軌維修時，僅需要像擰螺絲釘一樣，把供電插座外置熔斷器組件摘掉，更換新的組件即可完成，大大節約了成本和維修周期。
空間應用系統在本次天舟七號任務中，為在軌實驗提供實驗載荷、實驗單元及樣品、實驗耗材、備品備件等上行物資，有力支持持續滾動開展空間實驗。據中國科學院專家介紹，本次任務共計上行產品61件，總重約473千克。據了解，應用物資上行后，將轉運至空間站實驗設施內開展空間生命科學、空間材料科學、微重力流體物理與燃燒科學等共計33項科學實驗。
【責任編輯：俞昭君】
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