2024中國空間站“迎新”,天舟七號帶“年貨”來啦
“3、2、1,點火!”
1月17日晚,長征七號運載火箭托舉(ju) 著天舟七號貨運飛船在人群期待的目光中直衝(chong) 霄漢,向中國空間站送出2024年的“新年太空大禮包”。
天舟七號“太空快遞”與(yu) 長征七號“火箭專(zhuan) 列”老搭檔有何新升級?“新年禮包”都有哪些來自地球家園的禮物?2024年我國載人航天工程的首次發射看點多多。
“火箭專(zhuan) 列”再送“天舟”赴“天宮”
長征七號運載火箭是為(wei) 滿足中國空間站工程發射貨運飛船而研製的新一代中型運載火箭,近地軌道運載能力達14噸,被人們(men) 親(qin) 切稱為(wei) 空間站的“火箭專(zhuan) 列”。
2017年4月20日,長征七號運載火箭成功發射天舟一號貨運飛船,本次任務已是它第七次與(yu) “老搭檔”天舟貨運飛船一起奔赴太空。
長征七號運載火箭在研製過程中,是按載人火箭的可靠性標準設計的。“每發長征七號運載火箭最大特色就在於(yu) ‘穩’。”航天科技集團一院長征七號運載火箭發射隊隊員周寧說。
一般衛星發射入軌後即使位置略有偏差也可再慢慢調整,而天舟貨運飛船要與(yu) 以每秒7.8公裏高速運行的中國空間站進行對接,入軌精度與(yu) 可靠性同等重要。為(wei) 此,長征七號運載火箭通過迭代製導控製,二子級火箭將能根據實際情況隨時修正航向,將天舟貨運飛船送到設定位置。
未來幾年,長征七號運載火箭將繼續執行空間站貨運飛船發射任務,以每年1至2次的發射頻率為(wei) 我國空間站正常運轉提供物資保障。航天科技集團一院長征七號運載火箭發射隊隊員邵業(ye) 濤介紹,長征七號運載火箭正開展5.2米整流罩的研製工作,將提高載荷適應範圍,充分發揮火箭能力。
“太空快遞”解鎖“送貨”新模式
給茫茫太空中的空間站“送貨”,其難度無異於(yu) “萬(wan) 裏穿針”,這一過程被稱為(wei) “太空牽手”,必須既快又穩。本次天舟七號貨運飛船入軌後采用3小時快速交會(hui) 對接方案,相比常規6.5小時快速交會(hui) 對接方案,進一步壓縮了對接時間。
從(cong) 6.5小時到3小時,時間的節省離不開高效的指揮,航天科技集團五院研製的飛船製導導航與(yu) 控製(GNC)係統便是飛船遨遊太空的“領航員”。
據悉,此次任務通過調整飛船的飛行軌跡,天舟貨運飛船與(yu) 空間站的遠距離導引段縮短了一個(ge) 圈次,時長相應縮短約1.5小時。在近距離導引段,由於(yu) 技術日趨成熟,減少了“走走停停”,縮短了約2小時。
“此次3小時快速交會(hui) 對接方案是綜合火箭係統、空間站係統的相關(guan) 要求提出的全新對接方式。”航天科技集團五院專(zhuan) 家李智勇告訴記者,該方案靈活度更高,適應範圍更廣,進一步提高了貨運飛船自主交會(hui) 對接能力,豐(feng) 富了交會(hui) 對接模式,進一步推動了我國空間交會(hui) 對接技術發展。
“新年禮包”貨物多達260餘(yu) 件
天舟七號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,由航天科技集團五院抓總研製。作為(wei) 今年我國載人航天工程的第一次發射任務,它將為(wei) 在軌的神舟十七號和後續的神舟十八號兩(liang) 個(ge) 乘組運送補給物資。
本次天舟七號攜帶的航天員係統、空間站係統、應用任務領域、貨運飛船係統和工程總體(ti) 貨物多達260餘(yu) 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,試驗載荷定製貨包等大型貨物,每件貨物重量在100千克以上,將應用於(yu) 空間站在軌運營、空間在軌科學試驗以及航天員生活保障。
這得益於(yu) 天舟貨運飛船裝載量的提升。航天科技集團五院專(zhuan) 家楊勝介紹,從(cong) 天舟六號開始,天舟係列飛船“升級”為(wei) 改進型貨運飛船,裝載空間和裝載重量都得到了提升。
隨著飛船載貨量增加,大家“備貨”的底氣越來越足。天舟七號還為(wei) 航天員乘組準備了2400千克的生活物資,包括龍年春節年貨、新鮮果蔬大禮包等。其中新鮮水果將近90公斤,讓航天員在太空也能“暢吃”果蔬。此外還搭載了多個(ge) 科學載荷,對後續空間探測具有重要意義(yi) 。
“我們(men) 為(wei) 航天員乘組精心準備了龍年的盲盒,可以為(wei) 大家展現出來一個(ge) 非常不一樣的、星辰大海一樣的龍年。”中國航天員中心航天員係統副總指揮尹銳說。
此外,我國載人航天工程已建立天地聯動的物資信息係統。隨著建造階段任務在軌數據的累積,模型越來越精確,可對後續需求進行精準預估,所需物資不少帶同時也不多帶,補給效能不斷提升。
新一代供電插座,實現低成本在軌維修
本次天舟七號的大禮包裏還有一位特別的“新成員”——可在軌獨立更換熔斷器的新型供電插座。雖然這位空間站“新成員”身形嬌小,隻有10厘米見方,但卻具備快速拆裝、插槽對位等多項在軌維修功能,將對航天員在空間站的在軌用電起到舉(ju) 足輕重的作用。
如果把空間站看做一個(ge) 配置豪華的“三居室”,那麽(me) “室內(nei) ”的各種載荷就像房間中的“家用電器”,想要讓它們(men) 保持正常工作,除依靠供電電源外,供電插座也必不可少。
在空間站建造階段初期,供電插座一旦發生熔斷器熔斷,隻能進行整機更換,由航天員將供電插座帶回地麵返廠維修,維修成本高、周期長。隨著空間站內(nei) 空間科學實驗逐步增加,對接於(yu) 供電插座的載荷種類越來越多,用電狀態和工況更加複雜,供電插座內(nei) 部熔斷器異常熔斷的概率增加,整機返廠維修方式已不適應載人航天新需求。
為(wei) 此,航天科技集團五院研製團隊開展了基於(yu) 微重力環境的熔斷器組件維修技術研究,供電插座維修方式由“整機維修”優(you) 化為(wei) “外置器件”維修方式。
采用新一代供電插座後,航天員在軌維修時,僅(jin) 需像“擰螺絲(si) ”一樣,摘掉供電插座外置熔斷器組件、更換新的組件,即可完成維修,可大幅節約成本、縮短維修周期。
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