商报记者 虞洪波 综合报道
1月19日上午,神舟十七号航天员在地面支持配合下,打开天舟七号货运飞船舱门,开始进行物资转运工作。
天舟七号货运飞船是在与长征七号火箭分离约3小时后,于18日1时46分成功对接于空间站天和核心舱后向端口的。交会对接完成后,天舟七号转入组合体飞行段。
肩负光荣使命的天舟七号货运飞船于17日晚出发,向中国空间站送去2024年“新年太空大礼包”。
那么。天舟七号送去的“太空快件”都有哪些来自地球家园的礼物?3小时的送货速度是怎么做到的?
●快件里装了啥
首先转运细胞实验装置
19日上午,神舟十七号航天员在地面支持配合下,打开天舟七号货运飞船舱门,开始进行物资转运工作。
上午9时许,神十七航天员打开空间站核心舱后向舱门,根据地面技术人员指引,完成舱门气密性检查、环境检查等开舱前准备工作。
北京时间9时51分,航天员汤洪波打开了天舟七号货运飞船舱门,正式开始转运物资,他们首先要进行的是细胞实验装置的转运工作。
细胞实验装置是天舟七号发射前,在文昌发射场临射安装的生物实验项目,由于载荷安置在最外侧,神十七航天员在开舱后首先要将该装置完成转运。除该装置外,其余物资均为货包形式装载上行。
除了实验载荷还有2.4吨生活物资
那么,飞船里面到底都装了啥?
这次天舟七号共计为空间站带来61件实验载荷,总重约473千克,有16个标准货包、1套细胞上行生保支持装置、1套4℃上行微流控芯片等,包含实验单元及样品、实验耗材、备品备件等。这些实验载荷转运到空间站实验设施内之后,将开展空间生命科学、空间材料科学、微重力流体物理与燃烧科学等共计33项科学实(试)验。
另外,天舟七号货运飞船还为航天员乘组运送了2.4吨的生活物资,重量超过货物总重的四成,能够同时保障神舟十七号、十八号两个航天员乘组的使用需求。其中包含为神舟十七号乘组准备的龙年春节大礼包,为航天员营造一个祥和快乐的春节氛围。约90公斤的新鲜果蔬大礼包也随着天舟七号一同到达空间站,地面人员对果蔬包装设计进行了优化,使果蔬储存时间更长、更新鲜。
值得一提的是,为了迎接即将到来的龙年春节,地面工作人员还精心准备了龙年盲盒。
还带去了可在轨更换熔断器的新型插座
本次天舟七号的大礼包里还有一位特别的“新成员”——可在轨独立更换熔断器的新型供电插座。虽然这位空间站“新成员”身形娇小,只有10厘米见方,但具备快速拆装、插槽对位等多项在轨维修功能,对航天员在空间站的在轨用电起到举足轻重的作用。
如果把空间站看做一个配置豪华的“三居室”,那么“室内”的各种载荷就像房间中的“家用电器”,想要让它们保持正常工作,供电插座必不可少。
在空间站建造阶段初期,供电插座一旦发生熔断器熔断,只能进行整机更换,由航天员带回地面返厂维修,维修成本高、周期长。随着空间站内空间科学实验逐步增加,对接于供电插座的载荷种类越来越多,供电插座内部熔断器异常熔断的概率增加,整机返厂维修方式已不适应载人航天新需求。
为此,航天科技集团五院研制团队开展了基于微重力环境的熔断器组件维修技术研究,供电插座维修方式由“整机维修”优化为“外置器件”维修方式。
采用新一代供电插座后,航天员在轨维修时,仅需像“拧螺丝”一样,摘掉供电插座外置熔断器组件、更换新的组件,即可完成维修,可大幅节约成本、缩短维修周期。
所需物资不少带也不多带
这次天舟货运飞船能为空间站带去这么多东西,得益于飞船装载量的提升。航天科技集团五院专家杨胜介绍,从天舟六号开始,天舟系列飞船升级为改进型货运飞船,装载空间和装载重量都得到了提升。
此外,我国载人航天工程已建立天地联动的物资信息系统。随着建造阶段任务在轨数据的累积,模型越来越精确,可对后续需求进行精准预估,所需物资不少带也不多带,补给效能不断提升。
●三小时咋做到
“太空牵手”只用了3小时
给茫茫太空中的空间站送货,其难度无异于万里穿针,这一过程被称为“太空牵手”,必须既快又稳。本次天舟七号货运飞船入轨后采用3小时快速交会对接方案,相比常规6.5小时快速交会对接方案,进一步压缩了对接时间。
从6.5小时到3小时,时间的节省离不开高效的指挥,航天科技集团五院研制的飞船制导导航与控制(GNC)系统便是飞船遨游太空的“领航员”。
据悉,此次任务通过调整飞船的飞行轨迹,天舟货运飞船与空间站的远距离导引段缩短了一个圈次,时长相应缩短约1.5小时。在近距离导引段,由于技术日趋成熟,减少了“走走停停”,缩短了约两小时。
“有赖于技术不断成熟,天舟七号将在距离空间站更近的地方展开变轨,变轨次数也从之前的6次进一步减少,从而压缩交会对接时间。”中国航天科技集团五院研制人员李智勇介绍。
3小时方案适应能力更强
此次天舟七号货运飞船采用3小时快速交会对接方案,这也是空间站建设以来第一次使用。
空间站开始建设以来,使用过两小时和6.5小时快速交会对接方案,分别由天舟五号货运飞船和神舟十二号载人飞船完成。
航天科技集团五院研制人员王冉介绍,3小时快速交会对接综合考虑了运载火箭系统、空间站系统等多方的要求,系统性减轻了运载火箭入轨高精度的压力,同时削减了货运飞船自身的推进剂消耗。
不仅如此,相比于其他两种快速交会对接方案,3小时快速交会对接还能够提高货运飞船的自主交会对接能力。王冉表示:“它的适应能力更强,适应范围更广,拓展了交会对接的模式,引领了空间交会对接技术的发展。”
3小时方案有望成为交会对接基本模式
“此次天舟七号货运飞船采取的3小时交会对接方案,是技术人员面向下一阶段交会对接任务探索出的最优选择。”GNC系统研制人员说,3小时方案集成了两小时方案中“快”的因子和6.5小时方案中的“可靠”因子,成功将“快递”提升为“速递”,也因此成为更具竞争力的优选方案。
“如果一切顺利,经过专家团队的评估,3小时交会对接方案将有望替代6.5小时方案,成为新的基本模式。”GNC系统研制人员说。
“另外,从工程实际来说,3小时方案也有其特别的意义。”GNC系统研制人员解释说,相较于6.5小时,3小时方案飞行时间短,可以减少航天员的飞行压力,减少对电池燃料等的需要,提升了任务整体应对故障的能力;相较于两小时,3小时方案飞行时间稍长,节奏稍缓,减轻了飞控团队的压力等。
●空间站访客多
今年中国载人航天发射有6次大任务
天舟七号货运飞船17日晚的成功发射,揭开了2024年中国载人航天工程发射任务的序幕。
今年中国空间站还会迎来哪些访客?我国载人航天工程还会有哪些进展呢?
中国载人航天工程副总设计师杨利伟介绍,除了货运飞船,今年还有两次载人飞行任务,神舟十八号和神舟十九号两个飞行乘组的六名航天员已经确定,除了基础训练外,针对今年空间站的任务重点,他们也正在进行针对性较强的训练。
杨利伟介绍,2024年中国载人航天发射任务比较饱满,涉及6次大任务,包括天舟七号、天舟八号、神舟十八号、神舟十九号的发射和神舟十七号、神舟十八号的回收。
杨利伟介绍,今年载人登月也将加速稳步推进。
天舟六号货运飞船已经完成历史使命
记者另从中国载人航天工程办公室获悉,天舟六号货运飞船已于19日20时37分受控再入大气层。飞船绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁,少量残骸落入预定安全海域。
2023年5月10日21时22分,天舟六号货运飞船在文昌航天发射场发射入轨,装载了6名航天员在轨驻留消耗品、推进剂、应用实(试)验装置等物资。
2023年5月11日5时16分,天舟六号成功对接于空间站天和核心舱。
2024年1月12日,天舟六号顺利撤离空间站组合体,并于独立飞行期间,成功释放大连理工大学试验卫星。
(信息来源:新华社,央视新闻客户端,科技日报、央视新闻微信公众号)