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2024中国空间站迎新”:天舟七号带年货”来啦

来源:[db:来源]作者:[db:作者] 日期:2024-03-10 浏览:5

“3、2、1,出发!”

1月17日晚,长征七号火箭承载着天舟七号货运飞船在众人期待的注视下升起,向中国空间站传递2024年的“新年太空礼物”。

天舟七号“太空快递”与长征七号“火箭专列”老伙伴有什么新的改进?地球家园的“新年礼物”都有哪些呢?2024年我国载人航天工程的首次发射有很多亮点。

“太空货运专列”再次运送“天舟”前往“天宫”

长征七号运载火箭是为了满足中国空间站工程发射货运飞船而研制的新一代中型运载火箭,其近地轨道运载能力达到14吨,被亲切地称为太空站的“太空货运专列”。

2017年4月20日,长征七号运载火箭成功地发射了天舟一号货运飞船,这已是它与“老搭档”天舟货运飞船共同前往太空的第七次任务。

长征七号运载火箭在研制过程中,按照载人火箭的可靠性标准进行设计。“长征七号运载火箭的*大特色在于‘稳’。”中国航天科技集团一院长征七号运载火箭发射队队员周宁说。

一般的卫星发射入轨后即使略有偏差也可以逐渐调整,而天舟货运飞船需要与时速达到每秒7.8公里的中国空间站进行对接,因此入轨精度和可靠性同样重要。为了实现这一目标,长征七号运载火箭通过迭代制导控制,二级火箭可以根据实际情况随时修正航向,并将天舟货运飞船送到预定位置。

未来几年,长征七号运载火箭将继续执行空间站货运飞船发射任务,以每年1至2次的发射频率为我国空间站正常运转提供物资保障。航天科技集团一院长征七号运载火箭发射队队员邵业涛介绍,长征七号运载火箭正开展5.2米整流罩的研制工作,将提高载荷适应范围,充分发挥火箭能力。

1月15日,长征七号遥八运载火箭与天舟七号货运飞船组合体垂直转运至发射区。新华社发(胡煦劼 摄)

“太空快递”开启“送货”全新模式

对空间站进行“送货”是一项极具挑战性的任务,就好像在茫茫太空中进行“穿针引线”一样。这一过程被形象地称为“太空牵手”,要求速度快,稳定性好。这次天舟七号货运飞船采用了3小时快速交会对接方案,相较于常规的6.5小时快速交会对接方案,对接时间进一步缩短。

从6.5小时缩短为3小时,这样的时间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)系统就像飞船的“领航员”,在太空中帮助飞船航行。

据悉,这次任务通过调整飞船的飞行轨迹,缩短了天舟货运飞船与空间站的远距离导引段一个圈次,减少了约1.5小时的时间。在近距离导引段,由于技术逐渐成熟,飞船减少了“走走停停”的过程,减少了约2小时的时间。

“这次3小时快速交会对接方案是根据综合火箭系统和空间站系统的相关要求提出的全新对接方式。”航天科技集团五院专家李智勇告诉记者,这个方案更加灵活,适用范围更广,进一步提高了货运飞船自主交会对接能力,丰富了交会对接模式,也推动了我国空间交会对接技术的发展。

1月17日22时27分,我国在文昌航天发射场进行了长征七号遥八运载火箭搭载天舟七号货运飞船的发射。约10分钟后,飞船与火箭成功分离并进入预定轨道,飞船的太阳能帆板成功展开,整个发射过程取得了成功。摄影师刘金海在新华社记录了这一时刻。

“新年大礼包”中的货物多达260余件

天舟七号货运飞船是全球当前货物运输能力*大、货运效率*高、在轨支持能力*全的货运飞船,由航天科技集团五院抓总研制。作为今年我国载人航天工程的首次发射任务,它将为在轨的神舟十七号和后续的神舟十八号两个乘组运送补给物资。

本次天舟七号携带的航天员系统、空间站系统、应用任务领域、货运飞船系统和工程总体货物多达260余件,运输物资总重约5.6吨,具有装载货物种类多、大型货物多的特点。其中,试验载荷定制货包等大型货物,每件货物重量在100千克以上,将应用于空间站在轨运营、空间在轨科学试验以及航天员生活保障。

这得益于天舟货运飞船装载量的提升。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。

随着飞船载货量不断增加,人们越来越有信心“备货”充足。天舟七号还为航天员乘组提供了2400千克的生活物资,其中包括新年礼品和新鲜蔬果等。这些物资包括了将近90公斤的新鲜水果,让航天员在太空也能享受到新鲜的蔬果。还搭载了多个科学载荷,对于未来的空间探索有着重要意义。

中国航天员中心的航天员系统副总指挥尹锐表示:“我们为航天员乘组准备了一份龙年盲盒,让大家在太空中度过一个与众不同的、富有魅力的龙年。”

我国载人航天工程已经建立起物资信息系统。随着建造阶段任务数据累积,模型将变得越来越准确,可以更精确地预测未来的需求,适度携带所需物资,提高补给效率。

天舟七号货运飞船于1月17日22时27分,搭载了长征七号遥八运载火箭,从我国文昌航天发射场成功发射。约10分钟后,飞船与火箭分离并进入预定轨道。随后,飞船太阳能帆板顺利展开,整个发射过程取得了圆满成功。张丽芸摄。

新型航天供电插座 实现低成本在轨维修

天舟七号这次航天任务中,一个新型的航天供电插座成为了特别的“新成员”。该插座可以在轨道上独立更换熔断器,尽管只有10厘米见方,但却具备快速拆装和插槽对位功能等多项在轨维修特性,对航天员在空间站的在轨用电具有重要意义。

如果将空间站看作一个配备豪华设施的“三居室”,那么空间站“室内”的各种载荷就相当于房间中的“家用电器”。为了确保这些载荷正常工作,除了靠供电电源外,供电插座也是必不可少的。

在空间站建造的早期阶段,一旦供电插座的熔断器熔断,就只能整体更换,由航天员将供电插座带回地面维修,这种维修方式成本高、周期长。随着在空间站内进行的空间科学实验逐步增多,接入供电插座的载荷种类也越来越多,使得用电状态和工况变得更加复杂,供电插座内部熔断器异常熔断的概率也随之增加。整体返厂维修方式已不再适应载人航天的新需求。

为了提高供电插座的维修效率,航天科技集团五院研制团队进行了基于微重力环境的熔断器组件维修技术研究。现在,它的维修方式从“整机维修”变为“外置器件”维修方式。

借助新一代供电插座,航天员在太空维修时只需像“拧螺丝”一样,就能摘下供电插座外置熔断器组件并更换新的组件,大大节省成本并缩短维修周期。

本文记者:修改部分

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