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天舟四号送来了哪些“太空快递”?

国内 (2) 2022-05-10 08:13:10

  5月10日1时56分,从文昌航天发射场出发,我国第四艘货运飞船——天舟四号由长征七号遥五运载火箭成功发射升空。作为2022年空间站任务的首次发射,开启了中国空间站在轨建造阶段序幕。

天舟四号送来了哪些“太空快递”? (http://www.hsqixing.com/) 国内 第1张

  200余件(套)货物补加推进剂约750千克,上行物资总重约6000千克航天员在空间站长期驻守,吃、穿、用乃至呼吸所需的物资,都要由后勤补给航天器——货运飞船及时送到空间站,空间站维持正确轨道所需的燃料也靠货运飞船运送。去年,长征七号火箭分别将天舟二号、天舟三号货运飞船送入太空,完成了空间站建造阶段的补给任务。此次天舟四号在神舟十四号航天员乘组入驻空间站前,再次向空间站提前运去物资。

  据介绍,天舟货运飞船采用型谱化方案,设计了满足不同货物运输需求的全密封、半密封半开放、全开放3个的货物舱模块,与通用推进舱模块组合形成全密封货运飞船、半密封半开放货运飞船和全开放货运飞船3种型谱。天舟四号货运飞船为全密封货运飞船,是世界现役货物运输能力最大、在轨支持能力最全面的货运飞船,承担着为神舟十四号乘组提供物资保障、空间站在轨运营支持和空间科学实验的任务,停靠空间站期间将实施货物补给、推进剂补加,开展空间科学实验。

  此次任务中,天舟四号装载了航天员系统、空间站系统、空间应用领域、货运飞船系统共计200余件(套)货物,其中包括货包货物和直接安装货物,携带补加推进剂约750千克,上行物资总重约6000千克,将为神舟十四号乘组3人6个月在轨驻留、空间站组装建造、开展材料科学、微重力、航天医学试验等空间应用领域提供物资保障。

  为保证货物安全快递到“太空之家”,天舟四号采用货包、支架、贮箱等多种货物装载方式,货物种类、数量可根据空间站需求动态配置;同时,还具备承担空间站姿态轨道控制、并网供电以及空间站遥测、数据传输支持等空间站运营支持任务的能力以及空间科学实验支持能力。

  在天舟货运飞船系统研制过程中,中国航天科技集团有限公司五院研制团队根据前几次航天员乘组的在轨使用意见,做了改进和优化。

  为了查找货物更加方便和直观,天舟四号通过标签和提手的色彩设计,增加了货包色彩标识;为方便航天员在轨操作装货适配板,避免每次准确对位螺钉,天舟四号开始为适配板和对应货架增设搭扣带,实现在轨期间便捷防漂;为减小缓冲包装材料的在轨空间占用,便于收纳存储,对货包内的缓冲泡沫进行分块小型化优化设计,并增气柱缓冲方案以减重。这些巧妙的设计让天舟四号货运飞船的后勤保障补给能力变得更强。

  长七火箭与天舟货运飞船第四次“携手”奔赴太空,二者已十分“默契”

  长征七号火箭是为了满足空间站工程发射货运飞船而研制的新一代中型运载火箭。执行首战的长七火箭,为长征二号F和长征五号B运载火箭开了一个好头。

  2022年是中国载人航天工程立项实施30周年,也是空间站建造决战决胜之年。根据任务安排,全年共实施6次飞行任务,将通过长征五号B、长征七号和长征二号F三型运载火箭分别发射空间站问天舱、梦天舱、两艘天舟货运飞船、两艘神舟载人飞船。

  据中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院长七火箭总体主任设计师邵业涛介绍,本次是长七火箭与天舟系列货运飞船第四次“携手”奔赴太空,二者已十分“默契”,火箭总体技术状态也逐渐趋于稳定,飞行可靠性评估值达0.9838这一国际先进水平。

  本次任务中,火箭共有射前流程优化和可靠性提升等17项技术状态变化。例如,在发射当天并行加注液氧煤油,减少了射前准备时间,降低了对人员设备气象保障等条件的要求,提高了发射可靠性……通过一系列举措,长七火箭首次实现在一个月完成测试、发射。

  要把载有大批物资的货运飞船按时送入太空,就必须有运力足、“力气”大、可靠性高的运载火箭。长七火箭总重为500 余吨,箭体外壳、电缆、仪器等重量加在一起只有50 余吨,其余都是液氧煤油推进剂的重量,超过90%。

  火箭专家说,火箭是卫星等载荷通往太空的“专车”,车本身的自重越小越好,能提供动力的燃料越多越好,这样就可以把尽可能多的“运量”留给“乘客”。

  长七火箭近地轨道运载能力达到13.5吨,比采用传统燃料的运载火箭多出一半以上。其中,芯一级和助推器上的6台液氧煤油发动机可提供超过700吨的起飞推力。

  火箭院总体部火箭设计专家徐利杰说:“燃料在火箭整个体重中比重越大,火箭的结构效率越高,说明设计越合理。”他说,在设计中,他们把火箭的外壳、电缆、仪器等部件尽可能设计得简洁、功能强大,以减轻重量。

  长七火箭的设计可靠性达到国内领先。为了应对海南湿热多雨、台风频繁的海洋气候,长征七号火箭具备了全天候发射能力,可以在低温燃料加注后停放24小时,为成功发射争取更多有利时间,形象地说就是“想打就打”。

  火箭院总体部火箭设计专家朱平平介绍说,以“长五”“长七”为代表的新一代运载火箭,加注的推进剂分别是液氢、液氧和液氧、煤油,都是低温燃料,其中液氢的温度达零下253摄氏度,液氧的温度达零下183摄氏度。液氢液氧燃烧后产生的是水,无毒无污染,且大大提高了火箭的运载能力。

  来源:余建斌/人民日报客户端

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天舟四号货运飞船发射

责任编辑:陈琰 SN225

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