天舟飛船“升級版” 開啟空間站新階段

2023-05-18 10:32:33 來源：今日科學(xué)

5月10日，天舟六號貨運(yùn)飛船成功進(jìn)入太空，并完成與中國空間站核心艙的后向?qū)印ｋS后，神舟十五號航天員乘組打開貨運(yùn)飛船艙門，按計(jì)劃開展貨物轉(zhuǎn)運(yùn)等工作。

(資料圖片僅供參考)

天舟六號任務(wù)是2023年中國載人航天工程的開局之戰(zhàn)，為中國空間站應(yīng)用與發(fā)展階段揭開帷幕。從貨運(yùn)飛船送達(dá)“快遞”到載人飛船高密度發(fā)射，進(jìn)入新階段的中國空間站更加忙碌，也將有更多成果。

貨物裝載能力超7噸

天舟六號是中國改進(jìn)型貨運(yùn)飛船首發(fā)船，也是從天舟六號到天舟十一號組批生產(chǎn)的首發(fā)貨運(yùn)飛船。作為改進(jìn)型全密封貨運(yùn)飛船，天舟六號是世界現(xiàn)役貨物運(yùn)輸能力最大、在軌支持能力最全面的貨運(yùn)飛船。

作為“升級版”的貨運(yùn)飛船，“裝得多”是天舟六號的最大特點(diǎn)，其載貨能力由原來的6.9噸提升到7.4噸，讓中國貨運(yùn)飛船的貨物裝載能力首次提升到7噸以上。

載貨能力的提高源于結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。天舟六號貨運(yùn)飛船為改進(jìn)型全密封4個貯箱狀態(tài)，以天舟五號為基線進(jìn)行了改進(jìn)，將原非密封的后錐段更改為密封艙，以擴(kuò)大密封艙裝載空間，提高密封艙貨物上行能力；取消了一層貯箱，原后錐段艙內(nèi)設(shè)備調(diào)整至推進(jìn)艙。

改進(jìn)后的貨運(yùn)飛船不但增強(qiáng)了常規(guī)貨物運(yùn)輸能力，而且為超規(guī)格大尺寸大質(zhì)量、嚴(yán)苛運(yùn)輸保障要求等特殊貨物和試驗(yàn)載荷運(yùn)送提供了諸多便利條件，能夠?yàn)楹教靻T提供更多物資，較好地改善航天員在空間站的生活質(zhì)量。

隨著以天舟六號為代表的全密封型譜升級換代，天舟貨運(yùn)飛船全密封、半密封半開放、全開放3個型譜結(jié)構(gòu)更為合理、分工更為明晰：全密封型譜滿足空間站常規(guī)任務(wù)和日常需求；半密封半開放型譜突出大型艙外設(shè)備和試驗(yàn)載荷運(yùn)輸能力，主要執(zhí)行應(yīng)急維修任務(wù)；全開放型譜實(shí)現(xiàn)超大型試驗(yàn)載荷整體運(yùn)輸，支持空間站發(fā)展重大科學(xué)任務(wù)能力。

航天科技集團(tuán)五院天舟六號貨運(yùn)飛船副總指揮李志輝表示，與天舟五號相比，天舟六號的國產(chǎn)化元器件在規(guī)格比例和數(shù)量上均有較大提升。隨著上行運(yùn)輸能力的提升，新批次天舟貨運(yùn)飛船發(fā)射頻次由2年4發(fā)降低至2年3發(fā)。通過節(jié)約成本，降低了研制整個工程運(yùn)行的費(fèi)用，給空間站應(yīng)用工程帶來了實(shí)實(shí)在在的效益。

開展29項(xiàng)科學(xué)和應(yīng)用實(shí)（試）驗(yàn)

天舟六號貨運(yùn)飛船與空間站完成快速交會對接后，神舟十五號航天員將“快遞”轉(zhuǎn)運(yùn)至空間站艙內(nèi)。據(jù)了解，此次天舟六號裝載貨物約260件，上行補(bǔ)加推進(jìn)劑700公斤，運(yùn)輸物資總重約5.8噸，包括6名航天員在軌駐留消耗品、約700千克補(bǔ)加推進(jìn)劑和多項(xiàng)實(shí)（試）驗(yàn)載荷。與此同時，飛船還搭載了大連理工大學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星等多個項(xiàng)目和載荷，用于開展科學(xué)試驗(yàn)和驗(yàn)證。

中國航天員中心高級工程師、航天員系統(tǒng)副總指揮尹銳介紹，此次攜帶的航天員生活物資主要包括服裝、食品、飲用水等，其中新鮮水果重達(dá)71千克，約是天舟五號攜帶水果重量的2倍，可滿足神舟十五號和神舟十六號乘組的需求。

按照飛行任務(wù)規(guī)劃，中國空間站內(nèi)將陸續(xù)開展空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力流體物理與燃燒科學(xué)、空間材料科學(xué)、空間應(yīng)用新技術(shù)試驗(yàn)等4個領(lǐng)域共29項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用試驗(yàn)。

其中，在空間生命科學(xué)與生物技術(shù)領(lǐng)域，中國航天員將在問天實(shí)驗(yàn)艙生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜內(nèi)開展空間微重力環(huán)境對干細(xì)胞譜系分化的影響研究、干細(xì)胞3D生長及組織構(gòu)建研究、蛋白與核酸共起源及密碼子起源的分子進(jìn)化研究、微重力環(huán)境對細(xì)胞間相互作用和細(xì)胞生長影響的生物力學(xué)研究等4項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)；利用夢天實(shí)驗(yàn)艙艙外空間輻射生物學(xué)暴露實(shí)驗(yàn)裝置，開展空間輻射損傷評估科學(xué)與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究、極端環(huán)境微生物對空間暴露環(huán)境的耐受性及其機(jī)制研究、空間暴露環(huán)境下生命分子的光化學(xué)行為研究等3項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

在空間應(yīng)用新技術(shù)試驗(yàn)領(lǐng)域，將利用問天實(shí)驗(yàn)艙元器件與組件艙外通用試驗(yàn)裝置，開展大規(guī)模集成電路、新型半導(dǎo)體器件、光纖及光電子器件等元器件與部組件的空間環(huán)境效應(yīng)試驗(yàn)，為新型元器件與組件的研發(fā)以及空間應(yīng)用與防護(hù)提供技術(shù)支撐。

載人飛船將保持高密度發(fā)射

今年4月15日，神舟十五號航天員乘組進(jìn)行了第4次出艙活動，刷新了單個航天員乘組出艙紀(jì)錄。在4次出艙活動期間，神舟十五號乘組3名航天員在艙內(nèi)艙外密切協(xié)同，先后圓滿完成了艙外擴(kuò)展泵組安裝、跨艙線纜安裝接通、艙外載荷暴露平臺支撐桿安裝等任務(wù)，為后續(xù)開展大規(guī)模艙外科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。

與此同時，神舟十五號航天員乘組在軌期間使用由中國自主研制的空間站雙光子顯微鏡，開展在軌驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)任務(wù)并取得成功；空間高效自由活塞斯特林熱電轉(zhuǎn)換試驗(yàn)裝置順利完成在軌試驗(yàn)，首次實(shí)現(xiàn)該技術(shù)在軌驗(yàn)證；夢天實(shí)驗(yàn)艙燃燒科學(xué)柜中的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)成功執(zhí)行首次在軌點(diǎn)火測試，為后續(xù)空間科學(xué)燃燒實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目打下良好基礎(chǔ)。

按計(jì)劃，神舟十六號乘組將于5月底進(jìn)入太空，與神舟十五號乘組完成交接。在軌工作生活半年的神舟十五號航天員將于今年6月返回地面。今年，中國載人航天將按計(jì)劃執(zhí)行兩船次返回、兩船次交會對接、三船次應(yīng)急支援待命，涉及神舟十五號至神舟十八號共4艘神舟飛船。載人飛船任務(wù)將保持高密度、多船并行研制狀態(tài)，每半年發(fā)射一艘載人飛船成為常態(tài)。