4月20日19時(shí)41分，中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船乘坐長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭升上太空。作為我國(guó)首艘貨運(yùn)飛船，“快遞一哥”天舟有哪些獨(dú)門(mén)絕活，又將在這場(chǎng)首秀中迎來(lái)哪些大考？請(qǐng)看《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》記者從海南文昌發(fā)回的報(bào)道。

　　關(guān)鍵詞1“新”：

　　我國(guó)空間站貨運(yùn)系統(tǒng)首秀

　　天舟一號(hào)飛行任務(wù)是我國(guó)空間站貨物運(yùn)輸系統(tǒng)的首次飛行試驗(yàn)。

　　在我國(guó)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(kāi)啟首秀的天舟飛船只管運(yùn)貨，是新入職的太空快遞員。

　　“天舟一號(hào)由貨物艙和推進(jìn)艙組成，總長(zhǎng)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(dá)13.5噸。天舟一號(hào)的個(gè)頭比天宮二號(hào)和神舟飛船都要大，是目前我國(guó)發(fā)射的體積最大、重量最重的航天器。”航天科技集團(tuán)五院天舟一號(hào)副總設(shè)計(jì)師徐小平在接受記者采訪時(shí)說(shuō)。

　　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(wú)需載人返回能力，只需要在軌期間具備接納飛行員進(jìn)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(yùn)送更多的貨物。

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

　　天舟一號(hào)還邁出了我國(guó)載人航天器型譜化設(shè)計(jì)的第一步。

　　我國(guó)航天界較早使用“型譜”概念的是運(yùn)載火箭，然而，勇敢邁出載人航天器型譜化設(shè)計(jì)第一步的則是天舟一號(hào)。針對(duì)運(yùn)輸貨物的不同類(lèi)型和需求，天舟系列貨運(yùn)飛船設(shè)計(jì)了“全密封”、“半開(kāi)放”、“全開(kāi)放”三種型譜，按照模塊化思路搭建平臺(tái)型譜，推進(jìn)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(jì)讓飛船建造類(lèi)似于搭“積木”，降低了研制成本，縮短了周期。作為首發(fā)貨運(yùn)飛船，“天舟一號(hào)”設(shè)計(jì)為全密封型譜狀態(tài)。

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

　　“這是文昌航天發(fā)射場(chǎng)首次采用零窗口發(fā)射。”天舟一號(hào)飛行任務(wù)發(fā)射場(chǎng)區(qū)指揮部指揮長(zhǎng)張學(xué)宇說(shuō)，由于此次任務(wù)中天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船入軌以后要和天宮二號(hào)準(zhǔn)確對(duì)接，對(duì)發(fā)射精度要求很高，發(fā)射窗口不是一個(gè)時(shí)間范圍，而是一個(gè)確定的時(shí)間點(diǎn)，這就是航天人所說(shuō)的“零窗口”，對(duì)火箭和發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)的可靠性提出了很高的要求。

　　“這次任務(wù)是長(zhǎng)征七號(hào)的首次應(yīng)用飛行。”航天科技集團(tuán)一院長(zhǎng)征七號(hào)火箭副總設(shè)計(jì)師助理胡曉軍說(shuō)，為了這次任務(wù)的成功，本次飛行的長(zhǎng)征七號(hào)遙2火箭較去年首飛的長(zhǎng)征七號(hào)遙1火箭做出了75項(xiàng)改進(jìn)，發(fā)射場(chǎng)的地面設(shè)施設(shè)備也有26項(xiàng)變化。

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

　　關(guān)鍵詞2“難”：

　　太空加油、二代對(duì)接、天基測(cè)控

　　天舟一號(hào)起飛前已在地面經(jīng)歷了上千小時(shí)測(cè)試驗(yàn)證、上百次大型試驗(yàn)考核，而上天之后它還將迎來(lái)太空大考，突破幾個(gè)國(guó)際公認(rèn)的載人航天技術(shù)難題。

　　太空加油就是天舟一號(hào)要點(diǎn)亮的新技能。

　　汽車(chē)需要加油，未來(lái)空間站長(zhǎng)期在軌也需要“加油”。此前，掌握了在軌推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)的國(guó)家只有俄羅斯和美國(guó)，其中實(shí)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(guó)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(bǔ)加技術(shù)中國(guó)人搞不出來(lái)，你們的飛船，必須配套我們的系統(tǒng)”。

　　中國(guó)的航天人卻開(kāi)始了自主研發(fā)。

　　近10年來(lái)，接下這個(gè)任務(wù)的中國(guó)航天科技集團(tuán)公司六院801所研制團(tuán)隊(duì)從零開(kāi)始攻堅(jiān)克難，從補(bǔ)加方案論證、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，到金屬膜盒貯箱、壓氣機(jī)、浮動(dòng)斷接器等關(guān)鍵單機(jī)的研制，再到補(bǔ)加原理試驗(yàn)、系統(tǒng)試車(chē)、可靠性試驗(yàn)，戰(zhàn)勝了一道又一道難題。

　　現(xiàn)在，這項(xiàng)技術(shù)即將迎來(lái)太空飛行的考驗(yàn)。天舟一號(hào)將與天宮二號(hào)實(shí)施我國(guó)首次推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加，并計(jì)劃開(kāi)展多次推進(jìn)劑補(bǔ)加試驗(yàn)。

　　徐小平說(shuō)：“這個(gè)技術(shù)很關(guān)鍵，將為我國(guó)空間站組裝建造和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)掃清在能源供給問(wèn)題上的最后障礙。”

　　天舟一號(hào)還將突破自主快速交會(huì)對(duì)接技術(shù)。

　　6年前，中國(guó)航天器完成首次太空交會(huì)對(duì)接，本次對(duì)接有何不同呢？

　　“如果把神舟八號(hào)載人飛船對(duì)接機(jī)構(gòu)稱(chēng)為第一代對(duì)接機(jī)構(gòu)，那么天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船對(duì)接機(jī)構(gòu)可稱(chēng)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(tuán)八院載人飛船系統(tǒng)、空間實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師張崇峰介紹。

　　二代對(duì)接用時(shí)更短，效率大幅提高。此前，我國(guó)掌握的交會(huì)對(duì)接技術(shù)需要耗時(shí)兩天左右，而天舟一號(hào)將開(kāi)展自主快速交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)6.5小時(shí)內(nèi)完成兩個(gè)航天器之間的交會(huì)對(duì)接。

　　二代對(duì)接技術(shù)將實(shí)現(xiàn)“重量級(jí)”大噸位航天器的對(duì)接。過(guò)去神舟和天宮的交會(huì)對(duì)接，是兩個(gè)8噸級(jí)航天器對(duì)接，屬于“輕量級(jí)”。而新的對(duì)接機(jī)構(gòu)，必須保證未來(lái)空間站建造階段8噸～180噸航天器實(shí)現(xiàn)各種方式的對(duì)接，是“重量級(jí)”對(duì)接。

　　在此次任務(wù)中，天舟一號(hào)與天宮二號(hào)將實(shí)現(xiàn)3次交會(huì)對(duì)接，這在我國(guó)載人航天歷史上還是第一次。連續(xù)三次對(duì)接對(duì)于對(duì)接機(jī)構(gòu)的控制、空間環(huán)境壽命、重復(fù)對(duì)接性能提出了更高要求。

　　天舟一號(hào)任務(wù)還是我國(guó)首次以天基測(cè)控為主實(shí)施飛行控制。

　　“以往，我們對(duì)航天器的跟蹤、測(cè)控以及在軌異常的及時(shí)監(jiān)測(cè)處置，主要依賴(lài)陸基測(cè)控站和海基測(cè)量船。”徐小平說(shuō)，這一次，天舟一號(hào)任務(wù)的測(cè)控系統(tǒng)“搬”到了天上，將通過(guò)中繼衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)對(duì)航天器在軌飛行的全程跟蹤。與地基測(cè)控相比，天基測(cè)控范圍寬、可以減少大量人力，還可以讓天舟一號(hào)中各種載荷的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)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(zhǎng)”：

　　任務(wù)持續(xù)時(shí)間半年以上

　　重任在肩的天舟一號(hào)將在太空中駐留相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。

　　天舟一號(hào)入軌后，將與天宮二號(hào)進(jìn)行自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，形成組合體，在軌飛行約2個(gè)月。之后，天舟一號(hào)撤離天宮二號(hào)，進(jìn)入獨(dú)立運(yùn)行階段，獨(dú)立飛行時(shí)間不少于3個(gè)月。掐指一算，天舟一號(hào)將在軌飛行至少5個(gè)多月的時(shí)間，這可是目前我國(guó)載人航天任務(wù)中時(shí)間跨度最大的一次。

　　這么長(zhǎng)的時(shí)間當(dāng)然不能浪費(fèi)。整個(gè)任務(wù)期間，除了3次推進(jìn)劑補(bǔ)加、3次交會(huì)對(duì)接的重頭戲外，天舟一號(hào)還將開(kāi)展空間應(yīng)用和航天技術(shù)等多領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

　　天舟一號(hào)在滿足運(yùn)輸貨物需求的同時(shí)，還最大限度地發(fā)揮了平臺(tái)效能，隨船搭載了幾十臺(tái)載荷設(shè)備，在軌開(kāi)展十余項(xiàng)載荷試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)“一次飛行、多方受益”的目標(biāo)。

　　載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師李緒志介紹，空間應(yīng)用系統(tǒng)在天舟一號(hào)上將開(kāi)展微重力對(duì)細(xì)胞增殖和分化影響研究等4項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究及技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)。“比如說(shuō)，微重力對(duì)細(xì)胞影響的實(shí)驗(yàn)之一就將幫助我們尋找骨質(zhì)流失的分子靶點(diǎn)，為開(kāi)發(fā)治療骨質(zhì)疏松的藥物提供依據(jù)。”

　　天舟一號(hào)任務(wù)雖然不載人，卻也將為航天員系統(tǒng)提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。航天員系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)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(jìn)提供設(shè)計(jì)依據(jù)；天舟一號(hào)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(jìn)行天舟一號(hào)空氣微生物和表面微生物采樣檢測(cè)，驗(yàn)證貨船微生物控制方案，并為將來(lái)方案改進(jìn)提供有效依據(jù)。

　　長(zhǎng)時(shí)間的天舟一號(hào)任務(wù)完成之后呢？據(jù)悉，既定任務(wù)完成之后，天舟一號(hào)將視情開(kāi)展拓展試驗(yàn)和應(yīng)用。而在所有飛行任務(wù)結(jié)束后，天舟一號(hào)將經(jīng)由地面飛控工作人員決策，完成我國(guó)航天器的首次主動(dòng)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(hào)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(xiàn)。

　　天舟一號(hào)不是普通的太空快遞員，作為中國(guó)太空快遞一哥，它肩負(fù)著我國(guó)未來(lái)空間站貨運(yùn)系統(tǒng)首次大考，是一個(gè)承前啟后的關(guān)鍵角色。

　　“此次任務(wù)是中國(guó)載人航天工程空間實(shí)驗(yàn)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(guó)載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平說(shuō)，“天舟一號(hào)任務(wù)成功后，空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)就完成了，我們可以開(kāi)始建造空間站了。”

　　天舟一號(hào)上天了，中國(guó)空間站也不遠(yuǎn)了。我們期待著，天舟系列快遞為中國(guó)人的太空征程加油，點(diǎn)亮我們探索星辰大海的航燈！（中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng) 記者佘惠敏）