“T”字構型中國空間站首迎地球“訪客”——天舟五號任務看點
題:“T”字構型中國空間站首迎地球“訪客”——天舟五號任務看點
11月12日,長徵七號遙六運載火箭在我國海南文昌航天發射場成功發射,將天舟五號貨運飛船精準送入預定軌道。這是神舟十四號航天員乘組首次在太空迎接“天舟快遞”,“天舟快遞”也將定期送貨,空間站天地貨物運輸開啟常態化運營模式。“天舟快遞”如何做到精準投送?此次發射有何看點?
看點一:長徵七號再送天舟飛船
自執行天舟一號貨運飛船發射任務起,長徵七號運載火箭與天舟貨運飛船五度攜手,火箭總體技術狀態趨于穩定,測發周期也由最初的42天逐步縮減到27天。
航天科技集團一院長徵七號運載火箭總體主任設計師邵業濤介紹,本發火箭進行了10項技術改進。研制團隊重點通過並行或合並測試項目、優化使用維護條件、簡化操作復雜的項目等,不斷提高測試發射效率。
隨著空間站轉入長期在軌運營階段,未來幾年,長徵七號運載火箭將保持每年2次左右的發射頻率,為空間站天地物資運輸提供保障。長徵七號運載火箭近地軌道運載能力達14噸,搭載遠徵上面級,可實現太陽同步軌道9.5噸的運載能力,既可發射天舟貨運飛船,也可發射其他衛星,將在中低軌衛星發射中發揮更大作用。
看點二:我國快速交會對接技術成功在軌驗證
天舟五號貨運飛船在火箭點火起飛後約2個小時,順利與在軌運行的空間站組合體進行自主快速交會對接,這是空間站建造階段最快速的交會對接,標志著我國快速交會對接技術成功在軌驗證。
航天科技集團五院502所交會對接首席專家解永春介紹,和天舟貨運飛船此前的6.5小時快速交會對接相比,天舟五號主要從兩方面進行了方案的調整。
“一是優化了交會對接的制導控制策略,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,該部分用時由原來的約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,類似動車組減少經停車站數量。如此,該方面的時長將由2個多小時縮短為約40分鐘。”解永春說。
解永春表示,這種2小時的快速交會對接對于我國空間站的長期在軌運營有著非常現實的意義,可以極大提高我國的太空緊急救援能力,縮短運輸時間,使運輸特殊鮮活試驗品成為可能。如果將該技術用于神舟載人飛船,將讓航天員更快進入空間站。
看點三:首艘訪問“T”字構型空間站的飛船
此次發射的天舟五號貨運飛船是空間站“T”字構型組裝完成後,首艘訪問的飛船。
作為空間站建造的關鍵核心產品,對接機構是實現空間站各個艙段間在軌連接、組合運行的重要係統。自2011年對接機構首次成就“太空之吻”以來,至此已有21套對接機構在軌完成了25次完美亮相。
航天科技集團八院飛船型號對接機構負責人丁立超表示,每一次“太空之吻”都不是簡單復制,隨著空間站構型的不斷改變,空間站組合體的體量也在不斷變化。從“一”字構型到“L”構型再到“T”字構型,多構型帶來的全新狀態也是對接機構必須面臨的考驗。
“此次天舟五號的對接目標達到80噸量級,是空間站建造以來對接機構迎來的最大噸位。”丁立超說。
丁立超介紹,作為一款為空間站而生的產品,升級後的對接機構在設計階段就充分考慮到如今空間站建造需要具備的8到180噸各種噸位、各種方式的對接能力。特別是天舟五號對接機構更是開展了數十次與80噸對接目標的捕獲緩衝試驗,驗證了產品的可靠性。
看點四:為空間站帶去物資“大禮包”
按計劃,天舟五號貨運飛船不僅要完成上行物資的使命,還將承擔實驗支持的職責。此次發射的天舟五號貨運飛船裝載了神舟十五號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,還搭載了“澳門學生科普衛星一號”、宇航用氫氧燃料電池、空間寬能譜高能粒子探測載荷等試驗項目。這些載荷將在空間失重環境下開展科學實驗,對一些前沿航天關鍵技術進行驗證。
此外,天舟五號貨運飛船還搭載了植物種子,用于開展航天育種實驗。種子主要包括水稻、小麥、玉米等主糧作物和少量林木種子。後續,這些種子將通過載人飛船返回地面,經過地面培育後投入市場。
值得一提的是,此次天舟五號貨運飛船上搭載的由航天科技集團五院自主研發的燃料電池發電係統載荷,計劃開展我國首次燃料電池空間在軌試驗,為後續宇航燃料電池應用設計提供理論指導和數據支撐,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。(記者胡�插B陳凱姿、李國利、宋晨)
