“天舟快遞”又快又準(筑夢“太空之家”——中國空間站建設記? )

　　11月21日，在甘肅酒泉衛星發射中心，神舟十五號載人飛船與長征二號F遙十五運載火箭組合體轉運至發射區。神舟十五號計劃近日擇機實施發射，將3名中國航天員送入中國空間站。

　　兵馬未動，糧草先行。不久前，天舟五號貨運飛船成功對接于空間站天和核心艙后向端口，轉入組合體飛行段，中國航天員首次在空間站迎接貨運飛船來訪。隨著空間站建成在即，空間站的天地貨物運輸也將進入常態化運營模式。

　　創造最快交會對接紀錄

　　天舟五號首次實現了在空間站有人駐留情況下的交會對接。這也是天舟貨運飛船首次采用2小時自主快速交會對接模式。

　　快，是“天舟快遞”最大的特點之一。2021年以來，天舟二號、天舟三號、天舟四號相繼與天和核心艙交會對接，中國自主快速交會對接技術實現了持續進步。如今，2個小時的“交貨”時間，創造了航天器最快交會對接的世界紀錄。

　　據專家介紹，與此前6.5小時的快速交會對接相比，天舟五號主要進行了兩方面的方案優化和調整：一是將遠距離導引過程中的多圈次飛行壓縮為半圈，將多次變軌壓縮為兩次綜合機動，由約4個小時減少到約1個小時；二是在近距離自主控制段減少了多個停泊點，通過“少停站”的方式將該階段從2個多小時縮短為約40分鐘。

　　快速交會對接技術的突破，對中國空間站的長期在軌運營具有重大現實意義。一方面，運輸時長的縮短使運輸特殊鮮活試驗品成為可能，而且能夠極大增強太空緊急救援能力。另一方面，如果將該技術應用于神舟載人飛船，就能讓航天員更快地進入空間站。

　　在未來，2小時“送貨”也并非天舟貨運飛船的唯一選擇。飛船的制導導航與控制(GNC)系統可根據火箭入軌情況，自主選擇不同時長的交會對接模式。除了目前最快的2小時方案外，還可以選擇3小時、5小時和6.5小時方案等。

　　交會對接模式多樣化

　　天舟貨運飛船是世界現役貨物運輸能力最大、在軌支持能力最全面的貨運飛船。此次天舟五號的上行物資約6.7噸，裝載了神舟十五號3名航天員6個月的在軌駐留消耗品、推進劑、應用實(試)驗裝置等物資。

　　準，是“天舟快遞”最大的考驗之一。專家表示，隨著空間站構型從“一”字到“L”再到“T”字構型的不斷改變，空間站組合體的體量也在不斷變化，這給天舟飛船的對接機構帶來了很多新考驗。

　　此次天舟五號貨運飛船裝載了8個貯箱，搭載了用于開展空間實驗的3項實驗、5臺載荷設備，還增加了兩個細胞試驗單元的安裝。其中，飛船上搭載了燃料電池發電系統載荷，計劃開展中國首次燃料電池空間在軌試驗，推動宇航燃料電池工程應用發展，為我國載人探月任務推進提供支持。

　　載貨量巨大的天舟飛船首次與空間站“T”字構型組合體對接，對接目標達80噸量級，證明了貨運飛船對接機構對大噸位目標的適應性。這標志著我國的自主定軌技術精度更高，姿態軌道控制精度更高，綜合制導技術水平更高，飛控流程更加優化，也標志著交會對接模式更加多樣化、功能更加豐富，適應能力更強。

　　貨物運輸能力更強

　　目前，中國空間站建造已進入收官階段。不久前，神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲圓滿完成了空間站“T”字構型組裝完成后的首次出艙活動。很快，神舟十五號乘組將與神舟十四號乘組在太空“會師”。屆時，中國空間站將首次有6名航天員在軌駐留。天舟五號的物資也將為在軌交接后的神十五航天員提供后續半年最充分、最踏實的保障。

　　大，是“天舟快遞”未來的發展方向之一。

　　航天科技集團五院天舟貨運飛船總設計師白明生介紹，從天舟六號開始，貨運飛船會進行系統升級，如對貨物艙進行比較大的改進，大幅度增強密封艙的貨物運輸能力等。升級后，“天舟快遞”給航天員提供的物資將可以支撐更長的時間。

　　“更快的交會對接速度、更大的載重比、更大的貨物運輸能力是我們永遠的追求。”航天科技集團五院天舟貨運飛船總指揮馮永說。

　　作為空間站的地面后勤補給航天器，天舟貨運飛船采用型譜化方案，設計了滿足不同貨物運輸需求的全密封、半密封、全開放3個貨物艙模塊，與通用推進艙模塊組合形成全密封貨運飛船、半密封貨運飛船和全開放貨運飛船3種型譜。馮永表示，未來如有大的備品備件需要送到空間站中，半密封貨船或全開放的貨船將把大件物資“搬上去”。

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