5月10日21时22分,搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射 新华社记者 杨冠宇 摄
5月10日21时22分,搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约10分钟后,船箭成功分离并进入预定轨道,之后,飞船太阳能帆板顺利展开工作,发射取得圆满成功。这是2023年我国载人航天工程任务的首次发射,也是我国空间站应用与发展阶段首次飞行任务。此次的“天舟快递”有何升级?发射任务有哪些看点?
货运飞船扩容
天舟六号通过改进,货物舱扩容20%,有效装载容积从18.1立方米提升到22.5立方米,有50个储物柜。整船物资装载能力提高至7.4吨,这是我国货运飞船货物装载能力首次突破7吨。
如何打包
天舟六号货运飞船副总指挥李志辉介绍:“就像家里的衣柜一样,把货物装在货包里面,立方体的一个货包。装完之后把这个货包塞进货格里面,货格里面有专用的束缚带。束缚带原理很简单,有点类似于咱们坐飞机的安全带一样,是卡扣形式的,塞进去之后用卡扣一系一拉就行了。”
“太空快递”上新
●天舟六号装载258件(套)货物,运输物资总重约5.8吨。
●此次携带的航天员生活物资主要包括服装、食品、饮用水等,其中新鲜水果重达71公斤,约是天舟五号携带水果重量的两倍,可满足神舟十五号和神舟十六号乘组需求。另外还为端午节带了一些粽子,到年底还有一些春节期间的食品。
●天舟六号上行实验单元及样品等总共98件、714公斤产品。航天员将陆续开展空间生命科学与生物技术、微重力流体物理与燃烧科学、空间材料科学、空间应用新技术试验等四个领域29项科学实验和应用试验。
●天舟六号计划为空间站补加约700公斤的推进剂。
未来计划
未来货运飞船运送的物资,将进一步倾向于航天员的定制化需求,提升航天员的幸福感。未来将上行一个大冰箱,不仅可以储存水果,还有冷冻食品,航天员可以在天上吃煎牛排。
看点1、天舟六号任务实现双“首发”
从“一年两艘”到“两年三艘”,节约成本提升能力
“以前空间站任务规划是一年两艘。现在因为能力增加了,给航天员带的东西可以多带一艘船。带来的好处就是两年三艘,其实也是节约成本,降低了研制整个工程运行的费用,任务能力提升之后,给空间站应用方面的工程带来实实在在的效益。”天舟六号货运飞船副总指挥李志辉在接受记者采访时表示,货运飞船从原来的两年四发变成了两年三发,虽然貌似发射频次降低了,但是这却意味着成本的节约以及任务能力的提升。
2022年,我国载人空间站全面建成。2023年,我国进入载人空间站应用与发展工程的元年。李志辉副总指挥表示,此次,天舟六号任务将实现双“首发”,“中国空间站应用与发展工程今年是元年,元年的第一个飞行器是首次,这是第一个首发。第二个首发,从天舟六号以后的货运飞船都是属于改进型的货运飞船,它是改进型的第一次发射,这也是首发飞行器。”
看点2、天舟六号有哪些改进?
它是世界现役上行载货能力最强的货运飞船
天舟六号在提高货物上行运载能力、降本增效和国产元器件应用方面进行了优化改进。整船的载重能力从6.9吨提高到7.4吨,是世界现役货物运输能力最大、在轨支持能力最全的货运飞船。
航天科技集团五院天舟货运飞船系统机械总体主任设计师贾东永介绍,“天舟六号货运飞船现在的载货比是0.53,是目前现役货运飞船运载能力最强的。”载货比是指货物重量占整个飞船的总重量的比例,载货比数值越高,说明飞船运货能力越强。
天舟六号由货物舱和推进舱组成,其中推进舱用于储存天舟六号飞行所需以及补加给空间站的推进剂。之前的天舟货运飞船,推进舱中有8个推进剂贮箱。由于空间站的应用与发展阶段不再需要大量推进剂调整姿态,不需要货运飞船携带过多推进剂。因此,从天舟六号开始,货运飞船将调整为以4贮箱的构型为主。由于推进舱省出来一部分空间,整个密封舱(货物舱)的装载空间和装载能力有很大的提高。
另一方面,据航天科技集团五院货运飞船系统副总设计师党蓉介绍:“天舟六号根据现在自主可控的需求,把国产化元器件比例和种类都进行了大幅度的提升,种类和数量的比例相比原来都提高了10%以上。”
央视新闻、科技日报
解密发射4大“神器”
“老搭档”加速再出发:测发时间缩短至25天
六度携手的长征七号运载火箭与天舟货运飞船已是一对“老搭档”。“在测发流程方面,本次任务优化了地面测控软件,并进行了单机、系统和全箭验证,测发流程可靠性得到进一步提升。同时,经过流程优化,发射场测发时间从27天缩短至25天。”航天科技集团一院长征七号运载火箭总体主任设计师邵业涛说。回首来路,长征七号运载火箭自第一发任务至今,发射场工作流程所需时间从38天压缩至25天。
垂直总装测试厂房:船箭合体测试的“巨型厂房”
在文昌航天发射场内,除了两座高近百米的发射塔架惹人注目,还有两座高近百米的单层建筑,它们便是为船箭进行卸车、水平测试、垂直总装和垂直测试的“巨型厂房”——垂直总装测试厂房。天舟六号货运飞船和长征七号遥七运载火箭自运抵文昌,到垂直转运,便是在这个单层建筑内完成“变身”的。“在这里,芯一级、芯二级、整流罩、助推器等火箭部位,被分节稳稳地、准确地吊起来,翻转成垂直状态,并逐一安装至火箭活动发射平台上。”天舟六号任务火箭吊装系统指挥员高鹏说。
活动发射平台:火箭“大管家”“大保姆”
5月7日,经过23天的总装、测试,船箭组合体搭乘活动发射平台缓缓驶出垂直总装测试厂房,历时2.5小时抵达发射工位。
天舟六号任务地面勤务系统指挥员周晗告诉记者,文昌航天发射场是我国首个使用“新三垂模式”做射前准备的发射场。活动发射平台既是一部火箭“载具”,更是一部包含大量精密仪器的五脏俱全的测控设备,地面与火箭的水电气液联系,都需要通过它这个媒介。平台上矗立的一根高高的立柱名为脐带塔,“通过塔内的电缆和气管,平台一刻不停地给火箭输送给养,好比是火箭的大管家、大保姆”。垂直转运过程中,活动发射平台在不同路段使用不同速度,出库时4米/分,弯道时15米/分,直道上25米/分;活动发射平台车轮组还通过三级平衡梁对震动进行缓冲、释放。“慢速和减震策略保障整个垂直转运过程‘稳’字当头。”周晗说。
大流量喷水降温降噪系统:免遭尾焰吹蚀破坏的最大功臣
据介绍,搭载船箭组合体的活动发射平台已经使用了十几次,至今仍“崭新如初”,奥秘就在于大流量喷水降温降噪系统的装配和使用。这一系统也是文昌航天发射场两个塔架独有的配置。在长征七号发射塔架,卢云生所负责的大流量喷水降温降噪系统,在火箭点火升空的一刹那,每秒能喷射出20吨水,有效保障发射塔架底部4层和活动发射平台免于大火烧蚀。
“火箭发射时,大流量喷水降温降噪系统能快速在活动发射平台表面覆盖30-50厘米的水层,30%-50%的水汽化时快速降低温度,吸收部分声能,保障活动发射平台内部精密仪器不被高温和高分贝噪音损坏。”卢云生说,“蒸发出来的水汽挡住了火箭下半部箭身,这正是火箭发射看不清火箭尾部的原因。”新华社
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“太空小哥”再出征,南航力量“保驾护航”
5月10日,“天舟六号”顺利发射,“太空小哥”天舟系列飞船再出征。记者了解到,在天舟系列飞船的发射中,闪耀着多位南航人的智慧光芒,有很多南航师生、校友在默默助力着。南京航空航天大学材料科学与技术学院占小红教授团队开发的飞船防热承载结构精密激光焊接与高效增材制造技术,应用于我国新一代货运飞船的研发。航天学院陈传志教授团队在预研阶段研制的末端效应器,航天学院王小涛副教授团队研发的电磁阻尼器高低温测试系统等目前已经应用到空间站多个任务中。
在发射成功的背后,还有一群南航校友在默默坚守着。天舟货运飞船总体责任主任设计师于磊是南航信息工程专业2000级校友;天舟货运飞船综合测试主任设计师,测试指挥何永丛毕业于南航测试计量技术与仪器专业;航天五院总体设计部载人航天器总体研究室主任李兴乾是南航飞行器设计专业校友。
扬子晚报/紫牛新闻记者 杨甜子
