2024年1月17日22時27分,搭載天舟七號貨運飛船的長征七號遙八運載火箭騰空九霄、進入太空,約3小時后與“天宮”順利交會對接,2024年中國載人航天的首次發射任務取得圓滿成功。

天舟七號貨運飛船發射成功
天舟七號作為我國載人航天工程進入空間站應用與發展階段后的第4次發射任務,既承擔著運送物資的重任,又肩負著技術優化改進的使命。此次發射,天舟七號給空間站送去了哪些貨物,它又是如何將“快遞”提升為“速運”的呢?
01
運貨5.6噸 為航天員送上年貨
天舟七號為改進型全密封貨運飛船,是世界現役貨物運輸能力最大、貨運效率最高、在軌支持能力最全的貨運飛船。此次運送的物資總重約5.6噸,貨物數量多達260余件,攜帶了航天員系統、空間站系統、應用任務領域、貨運飛船系統和工程總體貨物,主要可以分為三大類,分別為航天員的生活物資,水、氣等消耗類物資,以及科學實驗類物資等,裝載貨物種類繁多且大型貨物多。

天舟七號貨運飛船攜帶的貨包
本次,天舟七號貨運飛船為航天員乘組運送了2.4噸的生活物資,重量超過貨物總重的四成,能夠同時保障神舟十七號、十八號兩個航天員乘組的食用需求。其中包含為神舟十七號乘組準備的龍年春節大禮包,為航天員營造一個祥和快樂的春節氛圍。此外,約90公斤的新鮮果蔬大禮包也隨著天舟七號一同到達空間站,地面人員還對包裝設計進行了優化,果蔬儲存時間更長、更新鮮。

天舟七號貨運飛船攜帶的新鮮水果
02
上行空間應用系統物資 支持空間站持續滾動開展空間實驗
此次天舟七號貨運飛船為空間站在軌實驗提供實驗載荷、實驗單元及樣品、實驗耗材、備品備件等上行物資,支持持續滾動開展空間實驗。本次任務上行16個標準貨包、1套細胞上行生保支持裝置、1套4℃上行微流控芯片,共計上行產品61件,總重約473千克。其中,試驗載荷定制貨包等大型貨物,每件貨物重量在100千克以上,將應用于空間站在軌運營、空間在軌科學試驗。

神舟十七號航天員乘組開展在軌工作(資料圖)
本次任務空間應用系統物資上行后將轉運至空間站實驗設施內開展空間生命科學、空間材料科學、微重力流體物理與燃燒科學等共計33項科學實驗,承研單位涉及10個研究所、8所大學,其中2項細胞類生物實驗項目,在發射場臨射安裝,其他均為貨包形式裝載上行。這些科學載荷對后續空間探測具有重要意義。

神舟十七號航天員乘組整理空間站內各類物資貨包(資料圖)
03
交會對接時長實現大幅縮減 未來或將減輕航天員飛行壓力
天舟七號貨運飛船入軌后,采用3小時快速交會對接方案,對接于空間站核心艙后向端口,形成組合體。

天舟七號貨運飛船與空間站組合體交會對接
相比常規6.5小時快速交會對接,此次3小時快交進一步壓縮了對接時間,將“快遞”提升為“速運”。相比天舟五號2小時快交,此次3小時快交優化了設計,是綜合火箭系統、空間站系統的相關要求提出的全新對接方式,靈活度更高,適應范圍更廣,進一步提高了貨運飛船自主交會對接能力,豐富了交會對接模式,進一步推動了我國空間交會對接技術發展。
那么和6.5小時方案相比,3小時方案是如何實現了超過一半時間的縮減呢?

天舟三號貨運飛船與空間站組合體完成6.5小時自主快速交會對接
由于技術逐步成熟,技術人員可以在更短的時間內完成飛船和空間站相對位置的調整。因此,通過調整飛船的飛行軌跡,使天舟貨運飛船與空間站的遠距離導引段縮短了一個圈次,時長相應縮減了1.5小時。
在近距離導引段,由于技術的日趨成熟,減少或壓縮了近距離飛行流程,減少了走走停停,縮短了約2個小時。同時,也正因為飛船飛行軌跡的調整,使得3小時方案較2小時方案抵御或克服不利條件的能力更強。

天舟五號貨運飛船與空間站組合體完成兩小時自主快速交會對接
另外,從工程實際來說,3小時方案也有其特別的意義。相較于6.5小時,3小時方案飛行時間短,可以減少航天員的飛行壓力,減少對電池燃料等的需要,提升了任務整體應對故障的能力。相較于2小時,飛行時間稍長,節奏稍緩,減輕了飛控團隊的壓力等。
天舟七號是“天舟”系列貨運飛船改進型的第二艘,其順利完成3小時交會對接在軌驗證任務,體現著中國智慧中國力量,代表著高水平科技自立自強。天舟七號任務也為2024年更具挑戰的全年任務拉開了序幕,愿在全體航天人的努力下,新的一年中國航天能向著建成航天強國目標再下一城、再立新功!
實習編輯:趙琛