圖①：中國空間站示意圖。
　　中國載人航天工程辦公室供圖
　　圖②：長征七號(hào)運(yùn)載火箭正在進(jìn)行垂直總裝。
　　史 嘯攝

5月10日21時(shí)22分，伴隨著巨大的轟鳴聲，一道耀眼的光柱劃破夜空，搭載天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船的長征七號(hào)遙七運(yùn)載火箭點(diǎn)火發(fā)射，約10分鐘后，天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船與火箭成功分離并進(jìn)入預(yù)定軌道。        

椰林間，濱海處，文昌航天發(fā)射場內(nèi)外歡呼聲此起彼伏，人們熱烈慶祝我國載人航天工程進(jìn)入空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的首次飛行任務(wù)告捷。

天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船是我國空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的首發(fā)航天器，是改進(jìn)型貨運(yùn)飛船的首發(fā)船，也是天舟六號(hào)到天舟十一號(hào)組批生產(chǎn)的首發(fā)貨運(yùn)飛船，承擔(dān)著空間站物資保障、在軌支持和空間科學(xué)試驗(yàn)的任務(wù)。

天舟六號(hào)為中國人的太空之家“補(bǔ)貨”，新包裹里藏著哪些驚喜？又將給空間站帶來什么支撐？

“帶貨”能力強(qiáng)

貨物裝載能力突破7噸，提供更充足的物資保障支持

天舟六號(hào)最大的特點(diǎn)是噸位更高，能裝下更多貨物。憑借貨物裝載能力首次突破7噸，天舟六號(hào)一躍成為世界上現(xiàn)役貨物運(yùn)輸能力最大、在軌支持能力最全面的貨運(yùn)飛船。  

天舟六號(hào)里有什么？

飛船裝載了神舟十六號(hào)和神舟十七號(hào)6名航天員在軌駐留消耗品、推進(jìn)劑、應(yīng)用實(shí)（試）驗(yàn)裝置等物資。

我國天舟貨運(yùn)飛船采用貨物艙和推進(jìn)艙兩艙設(shè)計(jì)，貨物艙用于運(yùn)輸各類物資，推進(jìn)艙為飛行器提供動(dòng)力、能源與通信功能，并裝載空間站補(bǔ)加推進(jìn)劑。

歷次天舟貨運(yùn)飛船升空的裝載情況，是由空間站不同階段任務(wù)和科學(xué)需求決定的。本次任務(wù)，天舟六號(hào)也根據(jù)新階段新需求做出了靈活調(diào)整。

一方面，到了空間站應(yīng)用與發(fā)展階段，空間站姿態(tài)變化調(diào)整相對(duì)變少，推進(jìn)劑消耗也會(huì)減少。另一方面，隨著天舟六號(hào)升級(jí)改進(jìn)，推進(jìn)艙騰出了一部分空間來放置原貨物艙設(shè)備，貨物艙就有了更大的容積裝貨，方便攜帶更多物資。

中國航天科技集團(tuán)五院貨運(yùn)飛船系統(tǒng)主管設(shè)計(jì)師董圣然介紹，通過改進(jìn)，天舟六號(hào)密封艙貨物裝載空間提升了24%，裝載能力由5.5噸增加至6.7噸；天舟六號(hào)整船物資裝載能力由6.9噸提高至7.4噸，上行載貨比由0.51提高至0.53。

“帶貨”能力的大幅提升，使得貨運(yùn)飛船每發(fā)射一次，能為航天員提供更久更充足的物資保障支持。為提高貨物運(yùn)輸能力，本次任務(wù)天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，將貨運(yùn)飛船發(fā)射需求由1年2次優(yōu)化為2年3次，有效降低了運(yùn)輸成本。

本次任務(wù)還有一個(gè)顯著亮點(diǎn)，就是天舟六號(hào)及后續(xù)型號(hào)中，國產(chǎn)型號(hào)規(guī)格比例和數(shù)量比例均有大幅提升，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵元器件100%國產(chǎn)化。研制隊(duì)伍通過推進(jìn)系統(tǒng)配置優(yōu)化工作，在提高可靠性的同時(shí)降低了成本，滿足了上行遙控要求及下行圖像和載荷數(shù)據(jù)的需求。

空間“裝修”新

優(yōu)化設(shè)計(jì)貨物艙和推進(jìn)艙，大大拓展存儲(chǔ)空間

天舟六號(hào)如何改進(jìn)？主要對(duì)貨物艙和推進(jìn)艙做了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

科研人員將天舟六號(hào)貨物艙的后錐段，由原來的非密封艙改為密封艙，新增的“貨架”大大拓展了貨物艙的存儲(chǔ)空間。同時(shí)，原來位于貨物艙后錐段的儀器設(shè)備，為了尋找新的“座位”，則全部下移至推進(jìn)艙內(nèi)。

騰挪空間，說起來容易，做起來難，處處考驗(yàn)著航天科研人員的技術(shù)功底和匠心巧思。

面對(duì)數(shù)十臺(tái)新增的儀器設(shè)備，推進(jìn)艙必須把這些“乘客”安排穩(wěn)當(dāng)。

“在推進(jìn)艙構(gòu)型尺寸不變的情況下，艙內(nèi)的配套設(shè)備增加了近50%，新增的大多屬于外形尺寸大、插件布局密、關(guān)聯(lián)設(shè)備多、線纜直徑大的設(shè)備，除了要滿足設(shè)備安裝后整體結(jié)構(gòu)力學(xué)平衡需求，還要預(yù)留足夠的操作空間，用于電纜插接以及電纜網(wǎng)敷設(shè)、固定綁扎，以及滿足高標(biāo)準(zhǔn)的安全性、維修性要求?！敝袊教炜萍技瘓F(tuán)八院飛船型號(hào)副總師曹俊生介紹。

研制團(tuán)隊(duì)為此對(duì)推進(jìn)艙內(nèi)外設(shè)備進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)布局，包括連接艙內(nèi)的穿艙管路移至艙外、取消補(bǔ)加層配置、下移儀器圓盤……為了驗(yàn)證新設(shè)計(jì)布局帶來的質(zhì)量特性變化能否適應(yīng)整船力學(xué)環(huán)境，還借助數(shù)字模型仿真試驗(yàn)，組織完成了推進(jìn)艙單艙力學(xué)試驗(yàn)，這是繼天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船后再一次開展該類大型試驗(yàn)。

天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船的成功改進(jìn)，將全密封貨運(yùn)飛船拓展為標(biāo)準(zhǔn)型（8個(gè)貯箱）和改進(jìn)型（4個(gè)貯箱）兩種狀態(tài)。后續(xù)，將根據(jù)空間站補(bǔ)加推進(jìn)劑的上行需求，由不同型譜的天舟貨運(yùn)飛船執(zhí)行任務(wù)，為我國空間站長期穩(wěn)定運(yùn)營提供充足物資保障。

今年距離天舟貨運(yùn)飛船首飛已有6年。時(shí)間拉回至2017年4月20日，天舟一號(hào)在文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，驗(yàn)證了貨物運(yùn)輸和推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，為我國載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略中第三步空間站研制建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

細(xì)細(xì)算來，從2021年天和核心艙的發(fā)射拉開空間站建造的大幕，到2022年我國空間站圓滿完成在軌建造，天舟二號(hào)至天舟五號(hào)共計(jì)4艘天舟貨運(yùn)飛船，不僅承擔(dān)著為空間站運(yùn)送上下行物資的使命，還于在軌期間率先驗(yàn)證了空間站多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。例如首次利用空間機(jī)械臂完成轉(zhuǎn)位試驗(yàn)、首次實(shí)現(xiàn)空間站在軌補(bǔ)加、首次實(shí)現(xiàn)2小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接等，充分發(fā)揮了貨運(yùn)飛船的在軌潛力。

入軌精度高

發(fā)射場測發(fā)時(shí)間，從7年前的近40天縮短至如今的25天

本次任務(wù)是2023年我國載人航天工程任務(wù)的首次發(fā)射。搭建天地運(yùn)輸走廊、擔(dān)綱托舉天舟重任的“貨運(yùn)專列”，依然是長征七號(hào)火箭。

長征七號(hào)運(yùn)載火箭是天舟貨運(yùn)飛船的“老搭檔”。它是為滿足我國載人空間站工程發(fā)射貨運(yùn)飛船需求，以及兼顧發(fā)射衛(wèi)星等其他任務(wù)需求而研制的新一代高可靠、高安全的中型運(yùn)載火箭，其入軌精度也是現(xiàn)役運(yùn)載火箭中最高的，偏差不超過4秒。

從首飛算起，長征七號(hào)火箭盡管連戰(zhàn)連捷，仍在堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新和全方位改進(jìn)。中國航天科技集團(tuán)一院長征七號(hào)運(yùn)載火箭副總設(shè)計(jì)師馬忠輝介紹，本次任務(wù)中，研制隊(duì)伍對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等產(chǎn)品進(jìn)行了可靠性提升改進(jìn)，進(jìn)一步消除了薄弱環(huán)節(jié)；在測發(fā)流程方面，優(yōu)化了地面測控軟件，進(jìn)行了單機(jī)、系統(tǒng)和全箭驗(yàn)證，測發(fā)流程可靠性得到進(jìn)一步提升。經(jīng)過流程的科學(xué)規(guī)劃和優(yōu)化，發(fā)射場測發(fā)時(shí)間從7年前的近40天縮短到了如今的25天。

后續(xù)，長征七號(hào)火箭還將以每年1到2次的發(fā)射頻率，為我國空間站正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供物資保障。在滿足空間站貨運(yùn)任務(wù)的同時(shí)，長征七號(hào)火箭未來還計(jì)劃發(fā)射中低軌衛(wèi)星，拓展衛(wèi)星發(fā)射市場。

截至目前，我國所有的天舟貨運(yùn)飛船都是從文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空。2016年長征七號(hào)運(yùn)載火箭在文昌航天發(fā)射場首飛成功，標(biāo)志著我國自主設(shè)計(jì)建造的新一代航天發(fā)射場正式投入使用。7年來，文昌航天發(fā)射場牢記“每一次任務(wù)都不是往次任務(wù)的簡單重復(fù)”原則，對(duì)任務(wù)的新狀態(tài)、新特點(diǎn)進(jìn)行梳理分析，制定了一系列針對(duì)性、操作性強(qiáng)的預(yù)防措施和應(yīng)急預(yù)案，做到不放心不放行、不托底不轉(zhuǎn)進(jìn)、無把握不點(diǎn)火，已經(jīng)形成新一代大、中型火箭高密度發(fā)射能力。

本次任務(wù)中，空間應(yīng)用系統(tǒng)也有相關(guān)部署。據(jù)空間應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師、中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員呂從民介紹，空間應(yīng)用系統(tǒng)通過天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船上行實(shí)（試）驗(yàn)載荷、實(shí)驗(yàn)單元及樣品、共用支持類設(shè)備、實(shí)驗(yàn)耗材和備品備件等，共計(jì)98件產(chǎn)品，總重量約714公斤。天舟六號(hào)與空間站完成快速交會(huì)對(duì)接后，由航天員將上述產(chǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)至空間站艙內(nèi)，按飛行任務(wù)規(guī)劃陸續(xù)開展空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力流體物理與燃燒科學(xué)、空間材料科學(xué)、空間應(yīng)用新技術(shù)試驗(yàn)等4個(gè)領(lǐng)域共29項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用試驗(yàn)。

版式設(shè)計(jì)：沈亦伶

《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2023年05月11日 11 版）