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航天科技集团天舟四号货运飞船成功执行中国空间站建造阶段首飞任务侧记
来源:中国航天报     日期:2022年05月11日    字体:【】【】【

5月10日凌晨,天舟四号货运飞船在万众期待下起航,打响了中国空间站建造阶段的首飞之战。

天舟四号货运飞船由航天科技集团五院抓总研制。此去半载,飞船将为空间站运输物资、补给燃料、下行废弃物,并陪伴神舟十四号航天员乘组度过为期 6个月的太空旅程。

天舟四号货运飞船的上行物资约重6吨,与此前两艘货运飞船运载能力相当。物资包括航天员系统准备的食品、医药物品、卫生清洁用品等货包,空间站关键设备的备份件、维修件,空间应用系统的试验载荷,以及为空间站组合体携带的750公斤补加推进剂。

按计划,天舟四号不仅要完成上行物资的使命,还将承担实验支持的职责。上行的物资中包括3项实验载荷,这些载荷将在失重环境下进一步验证设备原理。

“这里是航天员的家”

这一次航天员的货包又变样了。从天舟二号的二维码标签,到天舟三号的彩色丝带,天舟四号货运飞船的货包已经迭代到3.0版本,用上了彩色“身份证”。

浅蓝、深蓝、绿色、紫色、浅棕、深棕6种颜色,其中绿色代表航天员系统食品,浅棕色代表摄影设备包,紫色代表医学实验领域物资。

遥想天舟二号货运飞船升空后,货运飞船设计人员急切地等待航天员的使用反馈。在神舟十二号乘组返回后的一场座谈会上,大家明确了货包的改进方向。 但当时天舟三号货包已经准备停当,于是设计师们临时采用彩色丝带为货包做简要区分。这次,在天舟四号货运飞船上采用彩色二维码标签进一步完善。

标签颜色提供第一眼信息,用于区分货包的从属系统和使用场景,每个货包的专属二维码提供更加详细的信息。五院货运飞船机械总体主任设计师贾东永总结:“吃、穿、住、用,一目了然。”

研究人员对货包里的缓冲泡沫也做了相应调整。天舟四号货运飞船上行物资中有精密仪器等设备,需要垫泡沫缓冲减震。而天上的空间寸土寸金,传统的泡沫板体积大、不易收纳。于是,设计人员将其改进为小型泡沫块和气囊,更便于航天员在轨收纳。

根据货运飞船上行和在轨的不同环境,货运飞船设计人员对货格里的适配板也做了相应调整。

火箭起飞后,飞船内的货包需要承受持续的过载和振动,因此货格、间隔货包的适配板都采用螺丝钉固定;飞船入轨后,舱内变为失重环境,货包取出拆开后,间隔货包的适配板也要收纳起来。于是,货运飞船设计人员采用日常生活中常见的尼龙搭扣,使适配板可以直接粘贴在货格内,减少了航天员在轨工作的负担。

“这里是航天员的家。”贾东永介绍,载人航天工程注重以人为本,通过更加人性化的设计改进,航天员在空间站的居住体验将越来越好。

“大哥”与“小弟”

长征七号运载火箭点火,飞行约10分钟后船箭分离,天舟四号货运飞船太阳帆板展开,随后进入快速交会对接模式,约6.5小时后与空间站组合体成功对接。

基于此前天舟系列飞船的积累,天舟四号货运飞船表现良好。快速交会对接等关键技术在天舟二号上首次验证,在天舟三号上再次实践,已经积累了充足的经验。贾东永说:“就好比大哥把活儿都干完了,小弟就轻松了。”

今年春天,天舟二号货运飞船在轨飞行306天后,受控脱离中国空间站,独自穿越大气层炽热燃烧,最终少部分残骸坠入尼莫点海域——人类航天器的“公墓”。

对于天舟二号货运飞船,研制人员怀抱着一种特殊的情感。作为2017年天舟一号的备份船,天舟二号在地面等待的时间最长,研制过程中地面历经的考验最多。它是中国空间站的首位“访客”,肩负起10余项技术验证,在轨时长近一年,为空间站在轨建造和运营积累了经验,最终功成身退。

随后出发的天舟三号货运飞船与天和核心舱顺利对接,支持神舟十三号乘组183天的在轨驻留。此外,天舟三号货运飞船还与核心舱信息并网、供电,飞船上的中继应急通信为天地对话、天宫授课提供了双重保障,并在前不久完成了绕飞和前向交会对接试验。

天舟三号、天舟四号、天舟五号货运飞船为组批投产,状态相对稳定,最大程度保证了载人航天工程的速度与质量。

“俏也不争春,只把春来报,待到山花烂漫时,她在丛中笑。”货运飞船研制团队认为,这是对天舟系列货运飞船最好的评价。(文/胡蓝月 图片由五院提供)

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