天舟一号货运飞船发射取得圆满成功

4月20日19时41分,搭载天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约596秒后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。

 资  讯 

天舟一号与天宫二号组合体开始首次“太空加油”

即时 | 2017-04-24 07:41

视频:天舟一号与天宫二号交会对接完成  来源:央视新闻

中新社北京4月23日电 记者从北京航天飞行控制中心了解到,23日07时26分,天舟一号与天宫二号组合体开始进行推进剂补加试验,将持续5天时间,目前组合体状态良好。这是天宫二号与货运飞船进行的第一次推进剂补加,也是中国首次推进剂补加试验。

“推进剂补加试验分为多个阶段,共29个步骤。天舟一号与天宫二号需要密切协同配合,其中涉及对多个关键设备、上百个阀门和管路的控制及状态监视,飞控技术复杂、实施难度大。”北京航天飞行控制中心副总工程师孙军说,为确保推进剂在轨补加试验顺利完成,中心利用一年多时间,突破了动态规划、推进剂补加可视化、多目标协同控制和故障实时诊断等多项飞行控制关键技术。

据了解,当日北京航天飞行控制中心的主要工作是进行组合体的状态设置和检测,在轨建立推进剂补加系统。随后,中心将控制组合体按计划进行燃料补加和氧化剂补加。

天舟一号首次采用以太网技术:未来太空上网不是梦

即时 | 2017-04-23 17:33

视频:天舟一号与天宫二号交会对接完成 来源:央视新闻

新华社海南文昌4月23日电(记者王楠楠、陈曦)你是否想过,有一天航天员在太空也能像我们一样登上互联网,高速浏览信息?随着天舟一号货运飞船的升空,这已经不是梦。

中国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”于4月20日晚间19时41分在海南文昌航天发射场成功发射升空。赵彦勋 摄

“与之前的航天器相比,天舟一号货运飞船首次应用以太网技术,为未来空间站组网通信提供技术验证。”中国航天科技集团八院天舟一号测控通信分系统技术负责人冯书谊接受记者采访时说,以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准,可以不受空间限制来进行信息交换。有价值的信息在以太网中被资源整合,具有信息量大、高效、快速的传输特点。

现有航天器的通信网络系统在传输速度、服务质量和扩展性等方面已无法满足发展需求。随着航天技术的发展,未来空间站内需要传输处理的业务高速增长,对内部总线通信系统提出越来越高的要求。因此,设计新的适合空间站应用环境的网络技术成为必须解决的问题之一。

“此次天舟一号货运飞船首次应用以太网技术,目的就是为未来空间站组网通信提供技术验证。”冯书谊说,天舟一号搭载了一款特殊的“神器”——高速通信处理器。这个由中国航天科技集团公司八院研制的处理器是货运飞船以太网通信的重要组成部分,它就像一座大型机场,可以指引各种大小型飞机起飞降落,接收来自各地的乘客,也可以将乘客送往各地,是一个“核心交通枢纽”。

“高速通信处理器不仅在货运飞船的天地测控通信中发挥着巨大的作用,也为空间站千兆通信网的建立奠定了扎实的基础。”冯书谊说。

太空快递准时抵达天宫

即时 | 2017-04-23 11:35

天舟一号向天宫二号从靠拢到交会对接的画面

素材来源:新华社制图:李姿阅、大巢

4月22日12时23分,距地面393公里的太空轨道,天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成自动交会对接,为不久后的推进剂在轨补加即“太空加油”打下良好基础。

这是天宫二号自2016年9月15日发射入轨以来,首次与货运飞船进行的交会对接,也是我国第一艘货运飞船的首次“送货”并“停泊”到“太空之家”。

耀眼阳光下交会对接,考验“全天时”作战能力

天舟一号进入太空轨道后,一天要经历十五六个白天黑夜。进入阳照区时,温度最高可以攀升至150多摄氏度,进入阴影区时,温度则迅速下降至零下130多摄氏度。

但温度因素并不是影响交会对接的最大考验。中国航天科技集团五院天舟一号总设计师白明生介绍,天舟与天宫的首次交会对接要在耀眼阳光下进行。这要求敏感器等设备在非常明亮刺眼的环境下找到标识目标,好比人们对着阳光看天上的物体,带来的考验比之前更难,将有力检验我国交会对接“全天时”作战能力。

从4月21日凌晨到22日,北京航天飞行控制中心的科技人员先后对天舟一号实施了5次远距离导引控制,精准到位,为顺利交会对接开了好头。

“天舟转自主控制!”在科技人员精确控制下,天舟一号在22日10时02分转入自主控制状态,来到天宫二号后下方52公里处,以自主导引控制方式向天宫二号逐步靠近。

约1个小时后,经过寻的段4次变轨,货运飞船成功进入5公里停泊点。在这里飞船要稍加停顿,判断综合状态,以便决定是否适合继续实施交会对接。

几分钟后,天舟再次向天宫缓缓进发。从5公里停泊点到400米停泊点,这几公里的距离,飞船走了40多分钟,其间需要执行一系列飞控科技人员提前注入的指令,包括帆板搜索捕获太阳、对接机构推出等。

400米,120米,30米……“天舟转最后靠拢!”“对接机构捕获!”货运飞船和天宫二号的对接机构像两双有力的手握在了一起。随后,对接机构顺利拉回锁紧,成功对接,两个飞行器建立刚性连接,形成组合体。

22日12时23分,“太空快递”准时送到了天宫二号空间实验室。

茫茫太空“穿针引线”,航天器“眼睛”再受考验

据航天专家介绍,天舟一号的交会对接能力,比神舟飞船有了质的飞跃,具备了360度相位差的交会对接能力,本次天舟一号和天宫二号在飞行轨道的任意相位差条件下均可实现完美对接。天舟一号又新增加了星敏感器,将确保货船交会对接过程中的姿态更加精准。

不过,这次毕竟是货运飞船首次“服役”,中国航天科技集团五院技术专家刘宗玉说,由于货运飞船发动机的配置数量、推力大小和神舟飞船都不一样,所以本次交会对接,实际上是对现有技术实现的又一次验证。

在整个交会对接过程中,天舟一号需要掌握天宫二号的距离、速度等数据,然后调整姿态,慢慢靠近直至成功对接。在此前多次交会对接任务中应用的微波雷达、激光雷达和光学成像敏感器等交会对接测量敏感器,作为此次货运飞船在茫茫太空中“穿针引线”的“眼睛”,再次接受了考验。

微波雷达担负着中远程距离精确探测的任务,开启后准确捕获目标,并实现该对接段高精度测量和稳定跟踪,完成使命,将接力棒交给了下一阶段的导航“选手”。中国航天科工二院二十五所微波雷达总师孙武介绍,此次交会对接中,天舟一号上的微波雷达相比第一代功勋雷达进行了一系列优化设计,体积、重量减少一半,功耗减小1/3。随天宫二号在轨飞行的微波应答机也是第二代新研产品,体积、重量减小至原来的一半,功耗降低至原来的60%,比第一代产品更好用、更可靠。

在交会对接接近段和靠拢段中,激光雷达必须迅速准确地完成对天宫二号目标飞行器的搜索、捕获、跟踪测量。“在对接过程中,两个飞行器飞行速度为每秒7.9公里,要在如此速度下完成绕飞对接和快速交会对接,这就要求激光雷达始终保持较为宽广的视角和更高精度的测量跟踪。”中国电科激光雷达总师屈恒阔说。

从天舟一号和天宫二号距离150米开始,直到最终精准对接,光学成像敏感器像“眼睛”一样,让两个高速运行的飞行器更加迅速、可靠地对接在一起。“导航定位激光信息源是光学成像敏感器的关键组件,在漆黑的太空,它能发出激光,在黑暗中找到目标,传递信息;在面对太阳强光直射时,也能发射出比阳光更加明亮的双波长激光,确保‘眼睛’不被伤害,找到目标。”中国电子科技集团公司高级工程师刘志强说。

对接机构2.0版精度提高一倍,实现“重量级”航天器偏心对接

“如果把神舟八号载人飞船对接机构称为第一代对接机构,那么天舟一号货运飞船对接机构可称为第二代产品,这次是第二代的首飞。”中国航天科技集团八院载人飞船系统、空间实验室系统副总设计师张崇峰说。

天舟一号和天宫二号顺利对接,和之后的推进剂补加顺畅进行,离不开载人航天的关键技术——对接机构。此次交会对接,对接机构不仅仅实现对接作用,还要首次实现在轨推进剂补加,因此科研人员推出了对接机构2.0版。

中国航天科技集团公司八院对接机构主任设计师邱华勇说,对接机构并不直接参与空间推进剂补加任务,但它为补加任务提供了平台和初始条件。在轨推进剂补加,主要通过安装在对接机构上的4路推进剂补加液路浮动断接器来实现。这就相当于加油的管路和油枪都安装在了第二代对接机构产品上。油枪能否准确无误地插入加油口,那就得看对接的初始精度了。天舟一号要顺利地把推进剂供给天宫二号,两个对接机构必须对接得严丝合缝,这对空间交会对接的精度提出非常高的要求。此次液体推进剂补加技术的空间交会对接,要求精度提高一倍。

十几吨的天舟一号和8吨多的天宫二号的对接,实现了“重量级”大吨位航天器的偏心对接,这不同于以往两个都是8吨级航天器的神舟飞船和天宫飞行器对接,难度更大。未来的空间站建造阶段,从8吨到180吨的各种航天器,都要实现各种方式对接。更大型航天器的交会对接将会产生巨大的对接能量,对于对接机构的缓冲耗能能力提出了很高的要求,这也是空间站建设必须突破的一项技术。这次的对接机构2.0版在实战中经受了检验。

天舟天宫昨顺利完成首次对接 上演“太空芭蕾”

即时 | 2017-04-23 07:55

视频:天舟一号与天宫二号交会对接完成来源:央视新闻

“太空快递小哥”已到达,天宫二号请签收!于4月20日19时41分发射成功的天舟一号,经过一天多的飞行,在昨天12时23分与天宫二号空间实验室顺利完成自动交会对接。这是天宫二号自2016年9月15日发射入轨以来,首次与货运飞船进行的交会对接。

完美对接 不需要事先“找平”

在科技人员精确控制下,天舟一号货运飞船经多次变轨,于22日10时02分转入自助控制状态,以自主导引控制方式向天宫二号空间实验室逐步靠近。

经北京航天飞行控制中心就对接准备状态进行最终确认,天舟一号开始向天宫二号缓缓靠拢。12时16分,天舟一号与天宫二号对接环接触,在按程序顺利完成一系列技术动作后,对接机构锁紧,两个飞行器建立刚性连接,形成组合体。

到昨天,天宫二号在太空飞行已经200多天了,去年10月19日,搭载着航天员景海鹏、陈冬的神舟十一号,与天宫二号成功交会对接,形成组合体,两位航天员在这个组合体里,整整驻留了30天,创造了中国航天员太空驻留时间的新纪录。

我国首艘货运飞船于20日晚在海南文昌发射场发射升空,开始执行为期5个多月的太空飞行任务。任务中,货运飞船与天宫二号将实施三次交会对接,这在我国航天历史上还是第一次。三次交会对接主要目的是验证货运飞船的能力、绕飞至前向对接技术及自主快速交会对接技术。

天舟一号的交会对接能力,比它的神舟飞船兄弟们已经有了质的飞跃,已经具备了360度相位差的交会对接能力,不同于以往神舟飞船和天宫目标飞行器在对接前要先费劲找平,本次天舟一号、天宫二号在飞行轨道的任意相位差条件下均可实现完美对接。

高速飞行 “大块头”温柔拥抱

如果把神舟八号载人飞船对接机构称为第一代对接机构,那么天舟一号货运飞船对接机构可称为第二代产品,这次是第二代的首飞。

之前天宫与神舟的交会对接被媒体比喻为“在茫茫太空中穿针引线”,此次“快递小哥”身兼“太空加油”任务,对接精度更是提高一倍,保证不漏油。

不光要“对得上”,还要能“分得开”。就好像笔杆和笔帽的关系,笔帽卡太紧,有可能拔不下来。万一出现这种状况,对接机构的分离推杆力能克服故障状态下的力,使航天器正常分离。

此前,神舟飞船和天宫飞行器都是8吨级的航天器,二者的交会对接已经是高难度动作。13吨级的“大块头”天舟一号以子弹飞行速度的8倍在轨飞行,要尽量温柔地“拥抱”同样高速飞行的天宫二号,难度可想而知。

而未来空间站建设中更将涉及8至180吨航天器各种方式的交会对接,要满足这些“重量级”要求,升级对接机构成为必然选择。更大型航天器的交会对接将会产生巨大的对接能量,对于对接机构的缓冲耗能能力提出了很高的要求。因此,中国航天科技集团设计团队在第二代对接机构上增加了用于缓冲撞击能量的可控阻尼器,既不影响其原捕获性能,又实现了对接机构捕获后的大吨位耗能需求。

高难动作 表演各种“太空芭蕾”

本次天舟一号新增加了星敏感器,将确保货运飞船交会对接过程中姿态更加精准。由于货运飞船发动机的配置数量、推力大小和神舟飞船都不一样,所以本次交会对接,实际上是对现有技术实现的又一次验证。同时,这次交会对接还有一个比较显著的特点,就是新研的光学成像敏感器首次在阳照区开展工作,这要求敏感器等设备,在已经非常明亮刺眼的环境下找到标识目标,好比人们对着阳光看天上的景物,带来的考验比之前更难,这次试验将检验我国交会对接“全天时”工作能力。

完成第一次交会对接不久,天舟一号和天宫二号将表演各种“太空芭蕾”,天宫二号转体180度,天舟从天宫二号下方绕飞,同时转体180度,加速赶到天宫一号前方,最终从“前”向与天宫二号进行了第二次交会对接。绕飞,是一种高难度的太空动作,需要飞行器进行多次变轨和姿态机动来完成。

在任务末期,科研人员还特别为天舟一号安排了一次“以快制胜”的交会对接试验。同以往神舟飞船交会对接需要大约两天时间相比,天舟一号将进行快速交会对接试验,将验证从入轨到交会对接成功仅需要大约6.5个小时的系列支撑技术。

一船多用 40台设备进行13项实验

天舟一号是一艘货运飞船,然而它的功能却不仅仅局限于货物的运输。此次天舟一号发射除了完成交会对接、为天宫二号空间实验室补加燃料之外,它身上还携带了大量的实验设备,在太空运行期间要进行多项实验试验。

此次天舟一号上总共搭载了40台设备,要进行13项太空实验试验,真正做到了一船多用。

将要在天舟一号上进行的太空实验,包括新型元器件在轨验证,空间环境探测、力学环境测量,以及生命科学方面的实验等涉及众多领域。未来我国将要建设的空间站体积庞大,在太空运行过程中难免会受到太空碎片的撞击。

此前,天宫二号空间实验室里因为有航天员驻留,可以展开各种各样的太空实验。而这次天舟一号上并没有航天员,并且飞船最终将陨落大海,这么种类繁多的太空实验到底是如何进行的呢?设计师介绍,其实只要通过数据和影像的传输,科研人员在地面就可以全程监控实验进展。

通过科研人员巧妙的设计,太空实验设备可以装在货物舱内部,也可以悬挂在船体外侧,这样既提高了空间利用率,也最大程度满足了不同试验的需求。

此外,天舟一号还干了一件重要的事,就是建立了一套标准的实验设备与飞船相连的接口。这就好比一个人有手机、平板电脑等多台电子设备,如果它们的数据接口不相同,就需要许多的数据线,如果所有电子设备接口统一了,那么只需要一根线就可以统统搞定。据介绍,在此后的空间站建设中,也将借鉴此类做法。

北京晨报记者 韩娜

发射

4月20日19时41分,天舟一号在海南文昌发射场升空。

对视

4月22日9时许,天舟一号和天宫二号捕捉到对方的身影。

接近

4月22日10时02分,天舟一号顺利来到了天宫二号后下方52公里处。

靠拢

约1个小时后,天舟一号成功进入到5公里停泊点。从5公里停泊点到400米停泊点,天舟一号走了40多分钟。

对接

4月22日12时23分 天舟一号与天宫二号紧紧相连。

三次交会对接

第一次:与去年天宫二号主动调整轨道和姿态迎接神舟十一号载人飞船交会对接不同,这次出于适应未来空间站的需要,天舟一号要适应天宫二号的位置进行轨道调整。

第二次:天宫二号进行180度转向,天舟一号通过全自主绕飞,从下方绕飞到天宫二号前方进行第二次交会对接。

第三次:在6.5小时内完成两个航天器之间的交会对接。

天舟一号拥有“中国芯”

即时 | 2017-04-22 10:44

4月20日晚19时41分,搭载天舟一号的长征七号运载火箭发射升空。在此次发射任务中,中国电子科技集团公司自主研发了大批航天用全国产的关键器件,有效解决了替代进口的问题,消除了一系列安全隐患。

天舟一号将承担货物运输和推进剂太空在轨补加工作,货物运载量是国外货运飞船的3倍,在功能、性能上都处于国际先进水平。

为了让这一“高重量级”的“快递员”安然升空,中国电科为其配备了600台套、5000多只、100%全国产的关键元器件,其中,新研发设备近40%。

“作为电子系统的基本组成,元器件的可靠性是影响太空快递业务的关键因素之一,牵一发而动全身。”中国电科载人航天工程办公室主任程明介绍,全面使用国产的元器件,相当于给发射任务增加了另一重要的安全保障。

程明表示,以前的发射任务中,系统的研制升级和改造,很多需要依赖于国外的技术和产品,一些关键环节不能够自主掌控,成为制约我国载人航天发展一块巨大而危险的绊脚石。

近年来,中国电科团队自主研发了大批航天用全国产的关键器件,有效解决了替代进口的问题,消除了一系列安全隐患,使系统更加可信可控,确保为军工、载人航天等任务提供安全可靠的服务。(据新华社电)

俄专家:天舟一号领先俄美同类飞船 技术已实现超越

即时 | 2017-04-21 10:04

【环球网综合报道】4月20日,“天舟一号”货运飞船成功发射升空,意味着未来十年后世界上唯一的一个太空之城——中国空间站的相关研制和应用正在进入快车道。俄罗斯专家赞叹中国航天取得的成就,认为“天舟一号”领先俄罗斯“进步号”及美国“龙”和“天鹅座”等同类飞船。

俄罗斯卫星网援引《航空全景》杂志主编、莫斯科航空学院专家谢尔盖菲利片科夫的话称:“中国在走苏联走过的路。但(中国飞船的)机载设备要好得多,所采用的数字化技术在无人和载人航天领域都有很大前景。同时也存在一些问题。太阳耀斑发生时宇宙空间存在电离辐射,即便是近地轨道上的电子设备也会收到破坏。如果中国已经有这种可靠的微芯片结构,可免受电离辐射破坏,那么这将是向前迈出的一大步。而俄罗斯才刚有这样的计划。”

俄罗斯宇航科学院院士亚历山大热列兹尼亚科夫认为,“天舟一号”一次可运载6.5吨物资,远高于俄罗斯“进步”号2吨和美国货运飞船2.5吨的运载能力,这有助于中国更加积极高效地运营空间站。这是技术层面上的一大成就,因为建造一艘运载能力高的货运飞船可在很大程度上简化空间站的运营。

此外,“天舟一号”相对同级别飞船而言较轻。热列兹尼亚科夫称,尽管详细技术性能尚未披露,但可以推断,这可通过使用重量轻于金属的新型复合材料以及尺寸小但能完成所有任务、性能完善的基础元件来实现。因此飞船总重与所运物资的比例很好。专家认为,与“进步”号、“天鹅座”号和“龙”号相比,“天舟一号”的这一指标要高很多。

热列兹尼亚科夫称:“发射天舟一号是中国航天迈出的一大步,尤其是从落实自主建设空间站的计划来看,事实上这是常驻空间站的最后一个组成部分。空间站本身、载人飞船和货运飞船这三大要素可使空间站在人工操作模式下长时间运营,保障水、食物、燃料和新设备的定期补给。因此中国填补了这一空白,对中国航天而言是向前迈出的重要一步,对世界航天事业来说也是一大盛事。

热列兹尼亚科夫认为,天舟一号成功发射意味着从此太空又多了一个重量级角色,中国借助此类系统开始在太空探索方面发挥重要作用。此前只有俄罗斯和美国有使用轨道空间站的经验,现在还有国际空间站。中国正在加入这一俱乐部,而这将促进世界航天事业的整体发展。

天舟一号货运飞船发射取得圆满成功

即时 | 2017-04-21 08:13

4月20日19时41分,搭载着天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约596秒后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。新华社记者琚振华 摄


4月20日19时41分,搭载着天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约596秒后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。新华社记者郭程 摄


4月20日19时41分,搭载着天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约596秒后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。新华社记者杨冠宇 摄


4月20日19时41分,搭载着天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约596秒后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。新华社记者赵颖全 摄


4月20日19时41分,搭载着天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约596秒后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。新华社记者郭程 摄


4月20日,北京航天飞行控制中心大厅大屏幕显示,天舟一号货运飞船点火升空。当日19时41分,搭载着天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约596秒后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。新华社记者刘芳 摄

天舟一号可为空间站补给燃料 澳专家:美国都没做到

即时 | 2017-04-21 07:59

中国人昨天把“快递”从地球做到了太空。20日晚19时41分,海南文昌发射场,中国首艘货运飞船天舟一号顺利发射升空,它将与天宫二号对接并送去6吨重的补给。

自动再补给是打造国际空间站能否成功的关键。最初,苏联和美国都是用载人飞船顺便运送补给,每艘载人飞船一次只能为空间站运去几百公斤物资。1978年苏联开始把“联盟”号载人飞船改装成无人货运飞船,称为“进步”号,每次飞行可为空间站送去2吨多物资。

美国“太空飞行网”称,天舟一号与目前为国际空间站提供补给的货运飞船相似。在设计和运输能力上,天舟一号与俄罗斯的“进步”号和欧洲的“自动转移”飞行器相似,为国际空间站提供食品、水和推进燃料。不过,美国的 “龙”飞船和日本的HTV货运飞船不能给空间站补给燃料等。

业内专家对《环球时报》记者说,天舟一号作为太空快递的大力士,载荷能力实际高于俄罗斯研制的“进步”号M型和美国的天鹅座飞船扩展型,也高于日本的货运飞船。

澳大利亚太空专家莫里斯·琼斯20日也对香港《南华早报》说,天舟一号货运飞船是中国的一项“伟大成就”。他说,“只有中国、欧洲和俄罗斯研发了能够对空间站进行燃料补给的货运飞船。美国都没做到。”

美国《太空日报》称,也许有观察人士认为,发射货运飞船似乎没什么稀奇。这种看法大错特错,因为这是中国开启最伟大空间计划的最后一步。中国一直在反复进行交会对接试验,为在人类载人航天史上站稳脚跟稳扎稳打,在一个个任务栏边上的方框里打钩,而天舟一号“是中国空间实验室任务清单的收官之战”。

英国《金融时报》20日称,尽管中国对航天的投入已经不少,与美国相比还是相形见绌,但如果建成空间站,将是中国太空项目的一个“加冕时刻”。到2028年国际空间站服役期满后,中国的空间站将“独一无二”。北京大学地球与空间科学学院教授焦维新表示,“中国的空间站建成后,如果美俄需要进行空间研究,届时我们可以说,不好意思,你得和中国联系,和我们合作。”报道称,中国的空间项目“复制了美俄”,但其快速发展的技术让地区邻国艳羡,“特别是被中国甩出几条街的印度”。

据记者了解,由于天舟一号的送货单上有许多精密仪器和航天员用品,发射段受力又大,生怕磕碰,专家们通过3个月试验才确定一种特殊的“软包装”绑扎方式。据货运飞船机械总体主管设计师郭军辉介绍,新研制的高科技货包采用新型抗菌防潮防霉布料,可确保货物在货包中存放一年。

天舟一号发射圆满成功 标志中国空间站时代即将开启

即时 | 2017-04-21 07:57

科技日报海南文昌4月20日电(杨欣 肖建军 记者 付毅飞 操秀英)20日19时41分,搭载我国首艘货运飞船天舟一号的长征七号遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约596秒后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。这是我国载人航天工程“三步走”发展战略第二步的收官之作,标志着我国即将开启空间站时代。

这是天舟货运飞船和长征七号运载火箭组成的空间站货物运输系统的首次飞行试验。飞船入轨后,将按预定程序与在轨运行的天宫二号先后进行自动交会对接、自主快速交会对接等3次交会对接,3次推进剂在轨补加,以及空间应用和航天技术等领域的多项实(试)验。期间,天舟一号与天宫二号组合体在轨飞行约2个月,天舟一号独立飞行约3个月。完成既定任务后,天舟一号将受控离轨,陨落至预定安全海域;天宫二号留轨继续开展拓展试验和应用。

目前,天宫二号运行在距地面393公里的近圆对接轨道,设备工作正常,运行状态良好,满足交会对接任务要求。

长征七号遥二运载火箭与之前执行首飞任务的长征七号遥一运载火箭技术状态基本一致,为满足发射货运飞船要求,进行了部分技术状态更改,进一步提高了安全性与可靠性。这是长征系列运载火箭的第247次飞行。

我国首艘货运飞船天舟一号成功发射 将开启空间站时代

即时 | 2017-04-20 21:10

新华社海南文昌4月20日电(记者 王经国 梅常伟 王楠楠)我国首艘货运飞船天舟一号20日19时51分许,在我国文昌航天发射场发射成功。这是我国载人航天工程“三步走”发展战略第二步的收官之作,标志着我国即将开启空间站时代。

天舟一号是面向空间站建造和运营任务全新研制的货运飞船,全长10.6米、最大直径3.35米,由货物舱和推进舱组成。飞船整船最大装载状态下重达13.5吨,最大上行货物运载量达6.5吨,是我国飞船中名符其实的“大块头”。

夜晚的滨海发射场,海风轻拂。乳白色的长征七号遥二火箭,在聚光灯的照射下,分外耀眼。

这是长征系列运载火箭的第247次飞行,也是长征七号火箭的第二次飞行。就在近10个月前,长征七号在这里首飞成功。这一次,它与天舟一号货运飞船共同组成的空间站货物运输系统,是空间站系统的首次飞行。

19时41分,随着“点火”口令的发出,发射场响起地动山摇般的轰鸣声,拖曳着白色尾焰的长征七号火箭冲天而上。

此时,在太空已巡游7个多月、绕行地球3396圈的天宫二号正在期待这次甜美的“约会”。

2016年9月15日,首艘真正意义上的空间实验室天宫二号发射成功。目前,设计寿命为2年的天宫二号运行状态良好。

约596秒后,飞船准确入轨。天舟一号发射任务发射场区指挥部指挥长张学宇宣布,天舟一号货运飞船发射成功。

按计划,天舟一号将在距地面393公里的轨道与天宫二号进行3次自动交会对接。这在我国载人航天历史上还是第一次。

货运飞船系统副总设计师徐小平说,每一次的交会对接任务特点各有不同:

——对现有技术进行再次验证;

——天舟一号自主绕飞,加速赶到180度转向的天宫二号,从前侧与天宫二号进行对接,这是未来空间站建造和运营的关键技术;

——打破以往由地面完成远距离导引的模式,改为全程由飞船自主完成。

实施推进剂在轨补加是天舟一号这次飞行的另一项重要任务。这项技术是空间站实现长期驻留的必要条件。目前,仅有俄罗斯和美国有过类似的工程应用。

“掌握这些技术,将填补我国航天领域的技术空白,实现我国航天领域的技术跨越。”徐小平说。

天舟一号的设计寿命不少于5个月,其中,组合体计划飞行2个月,天舟一号独立运行不少于3个月。

为了避免成为太空垃圾,在轨任务结束后,天舟一号将携带空间废弃物带回大气层,并受控至南太平洋预定安全海域上空陨落。

“这充分体现了中国为维护洁净、安全的太空环境所体现的负责任态度。”徐小平说。

天舟一号物资上行能力超6吨 “大力士”如何炼成?

即时 | 2017-04-20 20:46

人民网北京4月20日电 (记者 林露 孙维 刘峰)4月20日19时41分,我国首艘货运飞船天舟一号在海南文昌发射场,由长征七号运载火箭成功发射升空。天舟一号内部大有玄机,作为航天快递的“大力士”,物资上行能力超过6吨,接近天宫一号的两倍。天舟一号高效承载力如何炼成?最重要的其实是两把利器。

利器一:简约而不简单的货架

对于天舟一号实现的大承载,内部采用的高效承载货架设计功不可没。表面上看,这货架和普通的书架类似,但其细节和构型都是经过多轮分析讨论的结果,货架采用一种基于蜂窝板、碳纤维立梁的梁板结构,形成大量的标准装货单元,传力效果好。为了不断挑战承载极限,中国航天科技集团五院的设计师们还精心设计了一种大承载轻量化预埋结构,既能适应传统刚性结构安装,又能适应柔性束缚带的连接承载,经过测试,三个这种预埋结构就可以承载一台豪华轿车。

此外,大承载货架结构与密封舱主结构的连接环节也是结构设计一大亮点,碳纤维结合铝合金的设计,避免了在轨环境下内压载荷对结构造成的破坏。这一项项先进、便利的技术成就了高效承载的货架结构,保证天舟一号稳固地运送货物。

利器二:适应多种货物的货包

由于天舟一号要运送的物资中有许多精密的仪器设备和宇航员用品,发射段受力又大,生怕磕碰,因此只用高强度的货架可不行,对于敏感的电子器件、机械硬件系统以及其它生活物资等通常采用“软包装”或类似方法来实现装载、运送。

这种“软包装”与传统的硬连接不同,它是包裹在泡沫或气囊袋里面,再一起固定在货架上,而不是直接与运载工具的内部货架结构相连接。由于“软包装”为装载对象提供了一个柔软的、高阻尼的、分布式系统的支撑,可以获得一个高度隔离/减振的载荷环境,也为货物的上行运输提供了更好的适应性和合理的货包绑扎方式。

天舟一号任务全解析:"快递小哥"很忙碌

即时 | 2017-04-20 19:50

天舟一号是我国首个货运飞船,这次发射后,它将与天宫二号空间实验室对接,被我们昵称为“快递小哥”的天舟一号,要做的不仅仅是送货。

鉴于未来天舟飞船要承担为我国空间站输送物资的任务,针对空间站的特点,这次天舟一号还需要完成大量实验。

天舟一号货运飞船全长10.6米,最大直径3.35米,总重量13吨,是目前我国体积最大、重量最重的航天器,这次它要携带6吨多重的燃料和物资飞向天宫二号空间实验室。

航天科技集团五院天舟一号货运飞船总设计师 白明生:我们在天舟一号设计的时候,就是瞄准了将来空间站的任务,兼顾了天宫二号的任务,进行天舟一号全面的技术验证。

天舟一号货运飞船通过长征七号火箭发射入轨之后,需要两天的时间与天宫二号空间实验室进行首次交会对接,形成组合体。然后天舟一号就要开始推进剂补加实验。

对接之后,通过两个航天器的燃料储箱之间产生的压力差,推进剂就会从天舟一号自动输送到天宫二号上。首次补加推进剂之后,组合体会进行两个月的飞行,天舟一号飞船撤离天宫二号,将从另一侧与天宫二号进行第二次对接。

航天科技集团五院天舟一号货运飞船副总设计师 张强:因为将来空间站的话,在轨以后,空间站它的对接口有好几个,我们这一次的话,要让它们具备一个自主的一个绕飞,并且再从前头做成这个,前头进行对接这样一个能力。

在天舟一号飞船上总共搭载了40台科学实验设备,要进行新型元器件在轨验证,空间环境探测、力学环境测量、生命科学方面等13项太空试验。在完成绕飞实验以后,天舟一号就与天宫二号再次分离,两个飞行器将独立飞行三个月。这三个月期间,天舟一号将主要进行空间科学试验。而在这三个月的末期,天舟一号还要与天宫二号进行最后一次对接,验证自主快速交会对接技术,要求两个航天器在6个小时左右实现对接。

航天科技集团五院天舟一号货运飞船副总设计师 张强:像现在咱们交会对接的时候,一般都是两天起步,因为航天员在他的这个狭小的“神舟”的空间里头,并不是个特别舒服的待在那个地方。所以我们要证明,我们能够用快速对接的方式。

自主快速交会对接完成之后,天舟一号会再次与天宫二号分离,此时,天舟一号主要任务就完成了,之后它会根据燃料剩余的情况,尽可能飞行更长的时间,来继续开展空间技术试验。

天舟一号瞄准今日19时41分发射 点火关键7.3秒

即时 | 2017-04-20 16:47

央视网消息:在天舟一号发射的过程中,有一些重要的时间节点,我们给观众朋友做个介绍,帮助大家更好地了解发射的过程。

我们过去看到的航天发射,指挥员喊出倒计时0秒的口令之后,火箭就会点火起飞,不过在看我们长征七号发射时候,您可能得有点儿耐心。因为在0秒口令发出后,您需要等待7秒多的时间才能看到火箭点火。这是为什么呢?

长征七号发射动画演示

长征七号发射动画演示

和以往的长征火箭相比,长征七号使用了低温的液氧煤油发动机,这种发动机独特的启动流程,就是火箭在“零”秒计时后还要等7秒多的时间才能升空的原因。

航天科技集团一院长征七号运载火箭副主任设计师 邓新宇

航天科技集团一院长征七号运载火箭副主任设计师邓新宇

航天科技集团一院长征七号运载火箭副主任设计师邓新宇介绍,发动机启动以前是强制启动,用火药点着,现在是靠自身启动,推力起来需要一个过程。所以5秒多的时候,燃料才进入到发动机里,大概在6.1秒的时候才能看到点火,7.3秒的时候火箭才腾空而起。

目前,世界主要航天强国研发的先进火箭中,大多数都使用了低温燃料,这种发动机性能先进,系统复杂,在启动的过程中,和长征七号火箭使用的发动机一样,都会有复杂的动作,因此,这“零”秒后的等待,也是先进火箭发射前都要经历的过程。

普通人能通过天舟送快递吗? 天舟一号“非常规”问题解读

即时 | 2017-04-20 16:06

普通人能通过天舟送快递吗——有关天舟一号货运飞船的几个“非常规”问题

新华社海南文昌4月20日电 题:普通人能通过天舟送快递吗——有关天舟一号货运飞船的几个“非常规”问题

新华社记者梅常伟、曾涛、陈曦

中国载人航天办公室日前透露,我国首艘货运飞船天舟一号将于4月20日至24日择机发射。连日来,围绕飞船的各种信息和解读纷至沓来,新华社记者采访飞船研制单位——中国航天科技集团五院的权威专家,梳理了一些有关天舟一号的“非常规”问题,以便大家更好地了解这个即将承担起我国空间物资输送使命的中国航天新锐。

问题1:神舟系列载人飞船是于1999年首次发射成功的,至今已经发射了十一艘,天舟一号直到2017年才首飞,这是因为货运飞船研制难度更大吗?

白明生(天舟一号货运飞船总设计师):神舟系列飞船与天舟系列飞船研发的先后顺序,是由我国载人航天工程“三步走”发展战略决定的。按照计划,天宫二号空间实验室任务结束后,我国将建造长期有人照料的空间站,这就需要输送航天员所需的生活、工作物资、空间站运转所需的推进剂。天舟系列货运飞船就是面向我国空间站建造和运营物资运输补给任务的,全新研制的载人航天器。

问题2:天舟系列飞船可以运送航天员吗?

徐小平(天舟一号货运飞船副总设计师):天舟系列飞船“只运货、不送人”,运送航天员是神舟系列飞船的任务。虽然天舟系列飞船个头更大、空间更多,但其舱段构型和舱内布局都是专门为输送物资设计的,更强调的是“大肚能容”,而不是神舟飞船的安全舒适,并不能用来运送人员。不过可以肯定的是,飞天的“行李”交由天舟来运,神舟飞船就能更加全神贯注地运送航天员了。

问题3:天舟系列飞船能给航天员补充新鲜的蔬菜和水果吗?

王为(天舟一号货运飞船主任设计师):没问题,这本来就是天舟系列飞船的职责所在。将来,天舟系列飞船给空间站输送物资时,地面人员会精心挑选一些新鲜果蔬,用抗菌防潮的专用货包包装好,在发射前通过整流罩操作口、货运飞船操作口装进飞船。一切顺利的话,快速交会对接技术可以让航天员们在飞船发射后六七个小时,就能品尝到来自祖国的新鲜美味。

问题4:天舟系列飞船能够运送的最大货物尺寸是多少?

贾东永(天舟一号货运飞船机械总体主任设计师):天舟系列飞船能够运送物资的最大重量超过6吨。如果从货物尺寸上来说,这次发射中采用的全封闭飞船,单件货物最大尺寸就会受到交会对接通道的限制。如果将来采用全开放飞船,运输二三十米长的大型舱外货物是没有任何难度的,再加上有些货物运输时可以折叠,最大尺寸到底能有多大,就看工程技术人员的想象力了。

问题5:天舟系列飞船是否可以给自己加注燃料?

雷剑宇(天舟一号货运飞船系统总体副主任设计师):天舟飞船推进舱携带的燃料,除了用于轨道调整,还要用来控制自身坠入大气层烧毁以免产生太空垃圾,一点一滴都十分宝贵。但由于它不需要像空间站那样长期在轨,发射升空时携带的燃料足够使用,没必要大费周章在太空“加油”。所以,带给空间站的燃料要“专油专用”。

问题6:普通人将来能通过天舟飞船送快递吗?

张健(天舟一号货运飞船系统总体副主任设计师):国外有统计数据显示,要将1公斤重的东西送入太空,大约要花费几十万美元。这个数据虽说听起来不够精确,却真实反映出航天事业离不开强大的经济支撑作后盾。换句话说,普通人如果想通过天舟飞船向空间站快递货物,仍然是不太现实的。

问题7:天舟系列飞船烧毁时,能否像流星一样被观察到?

孙勇(天舟一号货运飞船总体部飞控组长):理论上是可以的,但实际上比较困难。出于保护地面人员生命和财产安全的考虑,天舟系列飞船再入大气层烧毁,一般会选择在渺无人烟的大洋上空进行,如果有人恰巧乘船经过那里,或许可以亲眼看到执行完空间物资输送任务的某一艘天舟飞船完美谢幕。

天舟一号:二妞,你的快递即将送达!

即时 | 2017-04-20 16:01

视频:天舟一号瞄准4月20日19时41分发射  来源:中国新闻网

三天前,在行驶2.5个小时后,我被垂直运至中国文昌航天发射场发射区。现在我正坐在发射台上,今晚听候指令携物出发。说句实话,此时此刻我的心情很复杂,有点激动,也有点紧张。

对了,忘了做个自我介绍。我叫“天舟一号,”是一名大家既熟悉又陌生的“快递员”。或许你会问为何用这两词来形容自己的职业,其实原因很简单:快递员几乎天天和大家打交道,所以熟悉,但你见过太空“快递员”吗?

4日17日拍摄的长征七号遥二运载火箭与天舟一号货运飞船组合体局部。

我是中国首个太空“快递员”

2011年,我进入名为“中国航天科技集团公司五院”的快递公司。那时我的名字还叫“货运飞船”,直到2013年,我才有了“天舟”这个正式代号。

话说,我能当上太空快递员,还得益于中国载人航天工程“三步走”战略中载人空间站工程。未来,我们要建造长期有人照料的空间站,就需要输送航天员所需的生活、工作物资、空间站运转所需的推进剂。

在去年中秋月圆之夜,二妞(身份证姓名为“天宫二号”),乘坐中国长征二号FT2火箭抵达了她的新家——距地球393公里的太空。随即,二妞也成为我国首个真正意义上的太空实验室。就像汽车需要加油一样,空间站今后要长期在太空工作也需要物资,于是我这个快递员就应运而生。

作为太空“快递员”,我既承担了为二妞“加油”和运输货物的重担,还负责将未来空间站里的废弃物带回大气层烧毁。当然,我工作最大的亮点还是,在达到二妞住所后,完成太空在轨推进剂补给,即人类通俗称谓的“太空加油”。你可千万不要小看这个工作,据说掌握了在轨推进剂补加技术的国家目前只有俄罗斯和美国,其中,实现在轨加注应用的只有俄罗斯。

当然,快递仅是我工作的一部分内容。当一名太空快递员还需要更多的“本事”。比如,在运输货物的同时,我还将最大限度地发挥平台效能,用搭载的几十台载荷设备在太空开展十余项载荷试验,实现“一次飞行、多方受益”的目标。

说句实话,这些工作做起来并不简单,需要掌握专业技能才可将工作做好,而掌握这些技能并非朝夕之功。在过去整整六年的时间里,我苦练太空快递员技能,经历了上千小时测试验证,经受了上百次大型试验考核。终于在今年2月13日,我结束培训,成为一名合格的太空快递员。

4日17日,长征七号遥二运载火箭与天舟一号货运飞船组合体在垂直转运中。

我肚大能容,快递货物保证“安全”

我身高10.6米,体宽3.35米。从外观上看,我的构造类似于天宫一号,都是由大直径的货物舱和小直径的推进舱组成,但这只是表象。其实,作为装运太空快递包裹的快递员,我的突出特点就是有个“大肚子”,运送6吨多货物不在话下。

6吨或许只是一个数字,6吨货物的体积或许你也没有精确想象。那么,我就帮你做个假设。如果一个苹果半斤重,6吨就有24000个苹果;如果一个成年人体重120斤,6吨就有100个人。媒体曾这样评价我,“上行载货比优于国际现役货运飞船”。这也从侧面表明,让我快递货物既经济又实惠。

做完这组假设,你会赞叹我是个大力士。你会问为何我有如此这般高效运载能力?嘿嘿,答案就在于我有两个“绝招”设计。

绝招一:简约而不简单的货架

我的“大肚子”犹如一个仓库,横横竖竖搭放着和普通书架类似的货架。这可不是一般的货架,它们采用了一种基于蜂窝板、碳纤维立梁的梁板结构,形成大量的标准装货单元,传力效果好,结构与货物重量比达到8%。同时,货架还采用适用于蜂窝板的预埋封边梁方法,巧妙地消除蜂窝板结构锐边,既避免划伤人手,又解决了边缘薄弱、易破坏的的问题。

为了能更多的运载货物,我的设计师还精心设计了一种大承载轻量化预埋结构,既能适应传统刚性结构安装,又能适应柔性束缚带的连接承载。经过测试,三个这种预埋结构就可以承载一台豪华轿车。此外,大承载货架结构与密封舱主结构的连接环节也是结构设计一大亮点,碳纤维结合铝合金的设计,避免了在轨环境下内压载荷对结构造成的破坏。这一项项先进、便利的技术成就了高效承载的货架结构,保证我能稳固地运送货物。

绝招二:适应多种货物的货包

有了高承载能力的货架,并不能保证在往太空运输时不损坏货物。这次我运输的货物种类包括精密的仪器设备和宇航员用品,这些都是不能被磕碰的物品。于是,保护性良好的“快递包装”作用就凸显出来。

“快递包装”设计过硬不行,容易对货架进行磕碰,过软也不行,不能有效保护货物。为了确定货物绑扎方式,设计师开动脑筋,想出了一种绑扎方式和内部泡沫的设计。因此,工程师在设计“快递包装”时,对那些敏感的电子器件、机械硬件系统以及其它生活物资等通常采用“软包装”或类似方法来实现装载、运送。

“软包装”是什么样子的?这种“软包装”与传统的硬连接不同,它是包裹在泡沫或气囊袋里面,再一起固定在货架上,而不是直接与运载工具的内部货架结构相连接。由于“软包装”为装载对象提供了一个柔软的、高阻尼的、分布式系统的支撑,可以获得一个高度隔离/减振的载荷环境,减少了“投递”过程中,不必要的损耗。从而能让我将空间科学实验设备和生活用品顺利地送入太空,同时支持和保障空间站具备开展较大规模实验与应用的条件。

4日17日,长征七号遥二运载火箭与天舟一号货运飞船组合体在垂直转运中。

36台发动机助我完成快递运输任务

在解决了运输物品“安全”问题,动力问题就成了工程师必须面对、解决的一道艰巨任务。

在快递车上,工程师给我装有25N、120N、150N、490N四种不同推力量级共36台发动机,他们通过默契的配合,力保我在太空飞行速度是子弹飞行速度8倍的情况下,能够实现“俯仰有度,动静自如”。

作为飞船的动力源泉,每一台发动机的工作精确与否,都关系着整船的飞行任务能否顺利完成。我的运载量大,这就要求发动机工作时间和工作次数需要成倍增加,这也就意味着发动机可靠工作的裕度下降。如何在较短的研制周期内,大幅提高各发动机的工作可靠性,就成了摆在工程师面前的又一道难题。

经过充分论证比较,工程师们决定对于25N、120N、150N发动机的技术状态进行适应性改进设计,在不改变性能的前提下,降低发动机工作温度,这是一个“牵一发而动全身”的改动。由于发动机工作涉及雾化、燃烧等复杂的物理化学过程,是一个世界性的难题,不仅需要理论分析和仿真计算,还需要大量的试验验证。工程师们并没有因此心生倦怠,而是凝心聚力,迎难而上。在他们坚持不懈的努力下,我的各级系统均采纳了发动机的改进方案,满了型号总体提出的技术要求。

在确保可靠性的基础之上,为实现我更优的工作性能,工程师们还提出了采用高性能的第二代490N发动机。历经10年时间,第二代490N发动机突破了7项关键技术,实现了490N发动机的更新换代。第二代490N发动机在我身上使用,不仅工作次数提高了10倍之多,而且密封性能更高,所有的技术指标完全满足我太空快递运输货物的任务需求。

说了这么多,都是我这个太空“快递小哥”的自我情况介绍。现在,我更期待我成功地执行第一次任务,因为这不仅意味着攻克了不少技术难关,更意味着中国乃至世界载人航天史上又一新的里程碑。(文/于子茹,孙维、刘峰对此文亦有贡献)

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