解读天舟一号：不仅是送货那么简单

中国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”计划在4月20日至24日择机发射。在这位“太空快递员”启程前，相关专家受访时指出：货运飞船，不仅是送货那么简单。

 

 

4月17日7时30分，承载着长征七号遥二运载火箭与天舟一号货运飞船组合体的活动发射平台驶出总装测试厂房，平稳行驶约2.5小时后，垂直转运至发射区。闫宁 摄  

 

“货运飞船开创人类太空长期驻留时代。”国际宇航联空间运输委员会秘书长、中国航天科工集团公司二院二部研究员杨宇光说。

 

1978年1月20日，苏联拜科努尔航天中心成功发射人类首艘货运飞船“进步一号”，并在发射两日后与在轨运行的礼炮六号空间站对接，为两名航天员送去1.3吨的食物、给养、零件备份和科学仪器，以及带去1吨的推进剂和氧气。

 

杨宇光说，载人空间站运行轨道高度较低，大气产生的阻力会使空间站不断减速，导致轨道降低。以往空间站在耗尽自身携带的推进剂贮存量后便难以为继。

 

“另一方面，直到今日环控生保系统也没有实现消耗品100%回收利用，意味着人类在太空长期驻留需要不断补充给养。”杨宇光说，自从进步号货运飞船出现，苏联便不断刷新人类在太空驻留的纪录，比如和平号空间站创造人类在太空连续驻留423天的“奇迹”。

 

中国航天科技集团五院研究员庞之浩说，最初的货运飞船都是从载人飞船演变过来，苏联对联盟号载人飞船进行改装，“拆掉座椅、环境控制与生命保障、返回着陆和应急救生等系统”，使进步号货运飞船每次飞行可送去2吨左右的物资。

 

 

4月17日7时30分，垂直转运的顺利完成，标志着“天舟一号”飞行任务正式进入发射阶段。张文军 摄  

 

此外，进步号飞船为空间站送去维修用的部件和新的科学实验仪器，使人们可以更灵活多样地安排新的科学实验，成为空间站效能的“倍增器”。

 

进步号货运飞船经历多次改型，服役至今。统计称，从1978年的“进步一号”到2017年2月22日发射的“进步MS—05号”，苏联/俄罗斯累计发射了156艘进步号货运飞船。

 

庞之浩特别提到，进步号货运飞船在1993年、1999年先后两次进行“人造月亮”实验：打开它携带的直径达22米的太阳伞，在距离地球350千米高的地方向地面反射一道亮光，其亮度相当于月球的两三倍。

 

不过，单靠进步号货运飞船无法满足重量超过400吨、拥有6名常驻乘组的国际空间站运营所需。为此，欧洲航天局研制自动转移飞行器(ATV)，日本宇宙航空研究开发机构研制空间站转运飞行器(HTV)。

 

杨宇光说，ATV的货运能力是“进步号”的三倍左右，但从2008年至2014年仅执行5次任务便“弃而不用”，只是将其推进舱用在美国新一代猎户座飞船上。HTV每次可为国际空间站运送6吨货物，其特点是在“货运飞船界”拥有最大舱门。从2009年9月至2016年12月，HTV成功完成6次任务，接下来将发展出低成本的HTV—X。

 

美国政府在21世纪初提出“商业轨道运输服务”计划，旨在让私营公司研发用于空间站货运及乘组运输的航天器。美国太空探索技术公司(SpaceX)的“龙飞船”、美国阿联特技术系统公司和轨道科学公司的天鹅座货运飞船、美国内华达山脉公司的追梦者航天飞机等“应运而生”。

 

杨宇光说，“龙飞船”与天鹅座飞船是目前仅有的正在使用的商业货运飞船，它们的共同特点是类似于HTV——被空间站机械臂抓捕再靠泊在国际空间站。

 

庞之浩注意到，“龙飞船”采用热防护罩，是目前唯一可以重返地球并运回物品的货运飞船，因此备受青睐。截至2017年2月，“龙飞船”已进行10次商业补给任务发射。

 

对于中国来说，重约13吨、货运能力约为6吨的天舟货运飞船将开启空间站时代的黎明。“天舟”充分继承了“天宫一号”、“天宫二号”和“神舟”积累的技术基础，具备为空间站补加推进剂的能力，还具备较长时间独立自主飞行能力。

 

航天专家还将视线投向更远的未来，例如建设月球基地或火星基地，必然需要降低货物运输的成本。“将月球基地的货物运输成本降低到近地轨道货运的水平，”杨宇光说，那将使人类进入“开发太阳系的新纪元”。(完)