4月20日19時41分，中國文昌航天發(fā)射場，天舟一號貨運飛船乘坐長征七號運載火箭升上太空。作為我國首艘貨運飛船，“快遞一哥”天舟有哪些獨門絕活，又將在這場首秀中迎來哪些大考？請看《經(jīng)濟日報》記者從海南文昌發(fā)回的報道。

　　關(guān)鍵詞1“新”：

　　我國空間站貨運系統(tǒng)首秀

　　天舟一號飛行任務(wù)是我國空間站貨物運輸系統(tǒng)的首次飛行試驗。

　　在我國載人航天工程中，有“神舟”和“天舟”兩大系列飛船。大家所熟知的神舟系列飛船是載人飛船，已經(jīng)11次飛上太空，而剛剛開啟首秀的天舟飛船只管運貨，是新入職的太空快遞員。

　　“天舟一號由貨物艙和推進艙組成，總長10.6米，艙體最大直徑3.35米，整船最大裝載狀態(tài)下重量可達13.5噸。天舟一號的個頭比天宮二號和神舟飛船都要大，是目前我國發(fā)射的體積最大、重量最重的航天器。”航天科技集團五院天舟一號副總設(shè)計師徐小平在接受記者采訪時說。

　　與載人飛船神舟系列不同，天舟不需要具備上升段載人能力，也無需載人返回能力，只需要在軌期間具備接納飛行員進艙取貨的能力。這讓天舟可以省去座椅、應(yīng)急救生等許多與載人有關(guān)的系統(tǒng)，運送更多的貨物。

　　作為太空快遞的大力士，天舟一號的上行載貨比、貨物運輸、推進劑補加等綜合能力比肩甚至優(yōu)于國際現(xiàn)役貨運飛船。它可以將超過6噸的物資運上太空，接近天宮一號載荷能力的2倍，高于俄羅斯貨運飛船進步號M型和美國的天鵝座飛船擴展型。

　　天舟一號還邁出了我國載人航天器型譜化設(shè)計的第一步。

　　我國航天界較早使用“型譜”概念的是運載火箭，然而，勇敢邁出載人航天器型譜化設(shè)計第一步的則是天舟一號。針對運輸貨物的不同類型和需求，天舟系列貨運飛船設(shè)計了“全密封”、“半開放”、“全開放”三種型譜，按照模塊化思路搭建平臺型譜，推進艙模塊公用，貨物艙模塊根據(jù)任務(wù)要求選擇。模塊化設(shè)計讓飛船建造類似于搭“積木”，降低了研制成本，縮短了周期。作為首發(fā)貨運飛船，“天舟一號”設(shè)計為全密封型譜狀態(tài)。

　　新的不僅是飛船。這是我國空間站貨物運輸系統(tǒng)在文昌航天發(fā)射場的首次實用性亮相，“首秀”考驗了各大相關(guān)系統(tǒng)的配合。

　　“這是文昌航天發(fā)射場首次采用零窗口發(fā)射。”天舟一號飛行任務(wù)發(fā)射場區(qū)指揮部指揮長張學(xué)宇說，由于此次任務(wù)中天舟一號貨運飛船入軌以后要和天宮二號準確對接，對發(fā)射精度要求很高，發(fā)射窗口不是一個時間范圍，而是一個確定的時間點，這就是航天人所說的“零窗口”，對火箭和發(fā)射場系統(tǒng)的可靠性提出了很高的要求。

　　“這次任務(wù)是長征七號的首次應(yīng)用飛行。”航天科技集團一院長征七號火箭副總設(shè)計師助理胡曉軍說，為了這次任務(wù)的成功，本次飛行的長征七號遙2火箭較去年首飛的長征七號遙1火箭做出了75項改進，發(fā)射場的地面設(shè)施設(shè)備也有26項變化。

　　“首秀”的天舟一號還大膽采用了七大類國產(chǎn)新研核心元器件，首次大規(guī)模推動核心元器件自主可控。“作為飛行驗證平臺，天舟核心元器件全部國產(chǎn)化，其中多是第一次經(jīng)受太空飛行考驗，這會為將來建設(shè)空間站和載人飛船升級換代打好基礎(chǔ)。”徐小平說。

　　關(guān)鍵詞2“難”：

　　太空加油、二代對接、天基測控

　　天舟一號起飛前已在地面經(jīng)歷了上千小時測試驗證、上百次大型試驗考核，而上天之后它還將迎來太空大考，突破幾個國際公認的載人航天技術(shù)難題。

　　太空加油就是天舟一號要點亮的新技能。

　　汽車需要加油，未來空間站長期在軌也需要“加油”。此前，掌握了在軌推進劑補加技術(shù)的國家只有俄羅斯和美國，其中實現(xiàn)在軌加注應(yīng)用的只有俄羅斯。歐空局、加拿大、日本等也在積極探索，國際上在該領(lǐng)域的比拼從未停歇。10年前，俄羅斯曾提出可以提供技術(shù)合作，“補加技術(shù)中國人搞不出來，你們的飛船，必須配套我們的系統(tǒng)”。

　　中國的航天人卻開始了自主研發(fā)。

　　近10年來，接下這個任務(wù)的中國航天科技集團公司六院801所研制團隊從零開始攻堅克難，從補加方案論證、系統(tǒng)設(shè)計，到金屬膜盒貯箱、壓氣機、浮動斷接器等關(guān)鍵單機的研制，再到補加原理試驗、系統(tǒng)試車、可靠性試驗，戰(zhàn)勝了一道又一道難題。

　　現(xiàn)在，這項技術(shù)即將迎來太空飛行的考驗。天舟一號將與天宮二號實施我國首次推進劑在軌補加，并計劃開展多次推進劑補加試驗。

　　徐小平說：“這個技術(shù)很關(guān)鍵，將為我國空間站組裝建造和長期運營掃清在能源供給問題上的最后障礙。”

　　天舟一號還將突破自主快速交會對接技術(shù)。

　　6年前，中國航天器完成首次太空交會對接，本次對接有何不同呢？

　　“如果把神舟八號載人飛船對接機構(gòu)稱為第一代對接機構(gòu)，那么天舟一號貨運飛船對接機構(gòu)可稱為第二代產(chǎn)品，這次是第二代產(chǎn)品的首飛。”航天科技集團八院載人飛船系統(tǒng)、空間實驗室系統(tǒng)副總設(shè)計師張崇峰介紹。

　　二代對接用時更短，效率大幅提高。此前，我國掌握的交會對接技術(shù)需要耗時兩天左右，而天舟一號將開展自主快速交會對接試驗，實現(xiàn)6.5小時內(nèi)完成兩個航天器之間的交會對接。

　　二代對接技術(shù)將實現(xiàn)“重量級”大噸位航天器的對接。過去神舟和天宮的交會對接，是兩個8噸級航天器對接，屬于“輕量級”。而新的對接機構(gòu)，必須保證未來空間站建造階段8噸～180噸航天器實現(xiàn)各種方式的對接，是“重量級”對接。

　　在此次任務(wù)中，天舟一號與天宮二號將實現(xiàn)3次交會對接，這在我國載人航天歷史上還是第一次。連續(xù)三次對接對于對接機構(gòu)的控制、空間環(huán)境壽命、重復(fù)對接性能提出了更高要求。

　　天舟一號任務(wù)還是我國首次以天基測控為主實施飛行控制。

　　“以往，我們對航天器的跟蹤、測控以及在軌異常的及時監(jiān)測處置，主要依賴陸基測控站和海基測量船。”徐小平說，這一次，天舟一號任務(wù)的測控系統(tǒng)“搬”到了天上，將通過中繼衛(wèi)星實現(xiàn)對航天器在軌飛行的全程跟蹤。與地基測控相比，天基測控范圍寬、可以減少大量人力，還可以讓天舟一號中各種載荷的實驗數(shù)據(jù)實時下傳，可謂好處多多。但“中繼系統(tǒng)也是特別復(fù)雜的系統(tǒng)，技術(shù)上有很多挑戰(zhàn)。”

　　關(guān)鍵詞3“長”：

　　任務(wù)持續(xù)時間半年以上

　　重任在肩的天舟一號將在太空中駐留相當長的時間。

　　天舟一號入軌后，將與天宮二號進行自動交會對接，形成組合體，在軌飛行約2個月。之后，天舟一號撤離天宮二號，進入獨立運行階段，獨立飛行時間不少于3個月。掐指一算，天舟一號將在軌飛行至少5個多月的時間，這可是目前我國載人航天任務(wù)中時間跨度最大的一次。

　　這么長的時間當然不能浪費。整個任務(wù)期間，除了3次推進劑補加、3次交會對接的重頭戲外，天舟一號還將開展空間應(yīng)用和航天技術(shù)等多領(lǐng)域的實驗項目。

　　天舟一號在滿足運輸貨物需求的同時，還最大限度地發(fā)揮了平臺效能，隨船搭載了幾十臺載荷設(shè)備，在軌開展十余項載荷試驗，實現(xiàn)“一次飛行、多方受益”的目標。

　　載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計師李緒志介紹，空間應(yīng)用系統(tǒng)在天舟一號上將開展微重力對細胞增殖和分化影響研究等4項科學(xué)實驗研究及技術(shù)驗證試驗。“比如說，微重力對細胞影響的實驗之一就將幫助我們尋找骨質(zhì)流失的分子靶點，為開發(fā)治療骨質(zhì)疏松的藥物提供依據(jù)。”

　　天舟一號任務(wù)雖然不載人，卻也將為航天員系統(tǒng)提供相關(guān)實驗數(shù)據(jù)。航天員系統(tǒng)副總設(shè)計師黃偉芬介紹，本次任務(wù)將搭載1套艙外航天服結(jié)構(gòu)服，獲取有關(guān)力學(xué)和溫度數(shù)據(jù)，為艙外航天服改進提供設(shè)計依據(jù)；天舟一號上搭載的乘員生活物資按3人30天的需求量配置，主要為質(zhì)量模擬件；還將進行天舟一號空氣微生物和表面微生物采樣檢測，驗證貨船微生物控制方案，并為將來方案改進提供有效依據(jù)。

　　長時間的天舟一號任務(wù)完成之后呢？據(jù)悉，既定任務(wù)完成之后，天舟一號將視情開展拓展試驗和應(yīng)用。而在所有飛行任務(wù)結(jié)束后，天舟一號將經(jīng)由地面飛控工作人員決策，完成我國航天器的首次主動離軌受控隕落，墜落于南太平洋指定區(qū)域。這將讓天舟一號避免成為太空垃圾，為打造潔凈、安全的太空環(huán)境作出貢獻。

　　天舟一號不是普通的太空快遞員，作為中國太空快遞一哥，它肩負著我國未來空間站貨運系統(tǒng)首次大考，是一個承前啟后的關(guān)鍵角色。

　　“此次任務(wù)是中國載人航天工程空間實驗室階段的最后一次發(fā)射，也是我們建造空間站之前的最后一次發(fā)射。”中國載人航天工程總設(shè)計師周建平說，“天舟一號任務(wù)成功后，空間實驗室任務(wù)就完成了，我們可以開始建造空間站了。”

　　天舟一號上天了，中國空間站也不遠了。我們期待著，天舟系列快遞為中國人的太空征程加油，點亮我們探索星辰大海的航燈！（中國經(jīng)濟網(wǎng) 記者佘惠敏）