中國空間站應(yīng)用與發(fā)展工程迎來元年“天舟六號貨運(yùn)飛船”

“站在發(fā)射塔架下天舟六號即將發(fā)射，才能切身感受到火箭的恢弘與偉岸！”5月9日，中國文昌航天發(fā)射場天舟六號貨運(yùn)飛船任務(wù)組織發(fā)射前系統(tǒng)間全區(qū)合練。9日上午，新華日報·交匯點(diǎn)新聞記者來到天舟六號發(fā)射塔架前看到，各系統(tǒng)已經(jīng)完成相關(guān)功能檢查，發(fā)射前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作有序進(jìn)行，計(jì)劃于近日擇機(jī)實(shí)施發(fā)射。

作為中國空間站應(yīng)用與發(fā)展階段首次飛行任務(wù)，此次發(fā)射有特點(diǎn)，和往常有什么不一樣？9日下午，文昌航天發(fā)射場舉行發(fā)射任務(wù)情況新聞發(fā)布會，介紹空間應(yīng)用系統(tǒng)天舟六號任務(wù)基本情況，航天科技集團(tuán)五院、中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心等航天專家接受本報記者采訪。

中國空間站應(yīng)用與發(fā)展工程迎來元年

“天舟六號貨運(yùn)飛船整體長10.6米，總重13.5噸。與此前的天舟系列貨運(yùn)飛船不同，經(jīng)過升級改造后，天舟六號的有效裝載容積擴(kuò)大了20%，載貨能力由原來的6.9噸提升到了7.4噸，是目前世界上運(yùn)貨能力最強(qiáng)的貨運(yùn)飛船之一。”航天科技集團(tuán)五院貨運(yùn)飛船系統(tǒng)副總指揮李志輝說，天舟六號整體分成兩個部分，下面較小部分為推進(jìn)艙，上面較大部分為貨物艙。

“本次發(fā)射任務(wù)主要有兩個‘新’。”李志輝表示，今年是中國空間站應(yīng)用與發(fā)展工程的元年，天舟六號貨運(yùn)飛船是元年的第一個飛行器，這是第一個“新”。“第二個‘新’是天舟六號貨運(yùn)飛船是改進(jìn)型貨運(yùn)船，主要體現(xiàn)在貨艙運(yùn)送能力的‘新’。”李志輝說。

他介紹，天舟六號貨運(yùn)飛船還有兩大特點(diǎn)：首先是密封貨艙貨運(yùn)能力有效提升。“相比天舟五號，天舟六號將原先的非密封的后備段更改為密封艙，擴(kuò)大了密封裝的裝載空間，提高預(yù)貨物上行能力。”

令人振奮的是天舟六號貨運(yùn)飛船元器件自主可控能力大幅度提升。李志輝以天舟五號貨運(yùn)飛船舉例：天舟五號國產(chǎn)元器件規(guī)格比例由80% 提高到94.68%，元件數(shù)量由原先的88.8%提高到98.25%。“而本次天舟六號貨運(yùn)飛船的國產(chǎn)元器件規(guī)格比例和數(shù)量達(dá)到了100%！”

“天舟六號任務(wù)是我國載人空間站工程進(jìn)入應(yīng)用與發(fā)展新階段后的第一次發(fā)射任務(wù)。”空間應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師、中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員呂從民透露，空間應(yīng)用系統(tǒng)通過天舟六號貨運(yùn)飛船上行實(shí)（試）驗(yàn)載荷、實(shí)驗(yàn)單元及樣品、共用支持類設(shè)備、實(shí)驗(yàn)耗材和備品備件等，共計(jì)98件產(chǎn)品，總重量約714公斤。

記者了解到，貨運(yùn)飛船與空間站完成快速交會對接后，航天員會將上述產(chǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)至空間站艙內(nèi)，按飛行任務(wù)規(guī)劃陸續(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)等四個領(lǐng)域共29項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用試驗(yàn)。

執(zhí)行本次發(fā)射任務(wù)的長征七號運(yùn)載火箭是我國新一代高可靠、高安全、綠色無污染的中型運(yùn)載火箭，采用“兩級半”構(gòu)型，芯級直徑3.35米，捆綁4個助推器，近地軌道運(yùn)載能力達(dá)14噸。自2016年首飛以來，長征七號運(yùn)載火箭已執(zhí)行五次天舟系列貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù)，成功率100%。

航天科技集團(tuán)一院長征七號運(yùn)載火箭副總設(shè)計(jì)師馬忠輝介紹，長征七號運(yùn)載火箭使用全液氧煤油動力，為帶助推的兩級火箭：捆綁4個助推器，分別安裝一臺YF-100發(fā)動機(jī)，單臺推力；芯一級安裝兩臺YF-100發(fā)動機(jī)；芯二級采用4臺單機(jī)推力180kN的YF-115發(fā)動機(jī)并聯(lián)，均為液氧煤油發(fā)動機(jī)。此外，長征七號運(yùn)載火箭還是我國首個全三維設(shè)計(jì)、制造液體運(yùn)載火箭。未來，長征七號運(yùn)載火箭將持續(xù)執(zhí)行天舟貨運(yùn)飛船任務(wù)，保障我國空間站的穩(wěn)定運(yùn)行。同時，搭配遠(yuǎn)征上面級，將執(zhí)行其他衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。

發(fā)射演練有條不紊進(jìn)行，將“零窗口”發(fā)射

天舟六號任務(wù)是中國空間站應(yīng)用與發(fā)展階段首次飛行任務(wù)。針對“升級版”貨運(yùn)飛船技術(shù)狀態(tài)變化大、火箭測試周期由27天縮短至25天等實(shí)際情況，科技人員承壓奮戰(zhàn)、連續(xù)奮戰(zhàn)、堅(jiān)守奮戰(zhàn)，已經(jīng)組織完成了天舟六號貨運(yùn)飛船技術(shù)區(qū)測試、加注，長征七號運(yùn)載火箭垂直總裝測試、船箭聯(lián)合測試、組合體垂直轉(zhuǎn)運(yùn)等工作。合練中，參試各系統(tǒng)嚴(yán)密組織、密切配合，確保各項(xiàng)程序有條不紊進(jìn)行。

“天舟六號貨運(yùn)飛船轉(zhuǎn)入塔架之后，貨運(yùn)飛船開展整船的供電檢查，對貨運(yùn)飛船設(shè)備功能性能的正確性進(jìn)行檢查、復(fù)核以及設(shè)備間的匹配性進(jìn)行確認(rèn)，完成這些工作之后，我們對貨運(yùn)飛船的健康狀態(tài)進(jìn)行全面的評估，整船將具備發(fā)射條件。”航天科技集團(tuán)五院貨運(yùn)飛船總體責(zé)任主任設(shè)計(jì)師任亮說。

廖國瑞介紹，目前火箭組合體已經(jīng)完成箭地連接，進(jìn)行推進(jìn)劑貯箱氣體的置換，保證氣體貯箱品質(zhì)。此外，還要進(jìn)行飛船跟火箭健康檢測，進(jìn)行推進(jìn)劑調(diào)溫。記者在現(xiàn)場看到，火箭目前被回轉(zhuǎn)平臺包裹，只能看清火箭尾部。“近幾日文昌有陰雨天氣，回轉(zhuǎn)平臺為火箭箭提供遮風(fēng)避雨的測試環(huán)境；同時為火箭測試人員提供操作平臺。”廖國瑞告訴記者，目前回轉(zhuǎn)平臺為關(guān)閉狀態(tài)，在發(fā)射前會打開。

本次發(fā)射任務(wù)為“零窗口”發(fā)射，什么是“零窗口”？廖國瑞表示，發(fā)射窗口是適合運(yùn)載火箭發(fā)射升空的時間范圍。這個時間范圍是綜合考慮任務(wù)性質(zhì)、發(fā)射任務(wù)安排、場區(qū)天氣狀況等多種因素確定的，其長度和精度因任務(wù)不同而存在較大差異，有的以天計(jì)算，有的以小時計(jì)算天舟六號即將發(fā)射，有的則以分秒計(jì)算。

“天舟六號貨運(yùn)飛船起飛時間精確到秒，將是名副其實(shí)的‘零窗口’發(fā)射。”廖國瑞說，這是根據(jù)天舟六號與中國空間站自動交會對接需求進(jìn)行科學(xué)精確計(jì)算的結(jié)果。

目前，中國空間站運(yùn)行在400多公里高的近地軌道上。火箭起飛時間每提前或推遲一秒，自動交會對接的難度和風(fēng)險都會隨之增加。“最嚴(yán)苛也是最理想的情況，是火箭一秒不差準(zhǔn)時起飛。”廖國瑞說，“零窗口”發(fā)射將確保飛船準(zhǔn)時準(zhǔn)點(diǎn)入軌。

“這次合練是發(fā)射前參試系統(tǒng)最多、最全的一次綜合模擬演練，也是發(fā)射前的最后一次合練。”西昌衛(wèi)星發(fā)射中心總工程師鐘文安介紹。針對任務(wù)期間陣雨較為頻繁的氣候特點(diǎn)，發(fā)射場氣象系統(tǒng)加強(qiáng)了氣象監(jiān)測和氣象會商密度，確保為發(fā)射日提供精準(zhǔn)的氣象預(yù)報。“目前火箭、飛船及發(fā)射場各系統(tǒng)狀態(tài)良好，我們有信心、有決心完成發(fā)射任務(wù)，確保天舟六號‘快遞’使命必達(dá)。”鐘文安說。

飛船攜帶70公斤水果和1.75噸推進(jìn)劑

貨運(yùn)飛船除了給航天員運(yùn)送物資，它還有一項(xiàng)重要的使命就是給空間站補(bǔ)加推進(jìn)劑。廖國瑞告訴記者，這一次天舟六號攜帶了1.75噸的推進(jìn)劑，其中有700公斤左右補(bǔ)加給空間站。天舟六號運(yùn)送的物資種類和過去相差不大，主要包括服裝、食品、飲用水等，其中新鮮水果的重量約70公斤，是天舟五號攜帶水果重量的約兩倍，這些水果將同時保障神舟十五號和神舟十六號航天員乘組的食用需求。“這次送到中國空間站的水果主要是陜西洛川的蘋果，這種蘋果自然放置10多天后表皮依舊完整無斑點(diǎn)，是較佳的航天水果。”李志輝說。

記者了解到，天舟六號的貨物清單里還多了一組電推進(jìn)氙氣瓶，它可以作為空間站燃料推進(jìn)劑的備份，為空間站日常維持軌道、調(diào)整姿態(tài)所用的電推進(jìn)器補(bǔ)充工質(zhì)，有效節(jié)省空間站推進(jìn)劑消耗。

根據(jù)任務(wù)安排，今年將組織發(fā)射天舟六號貨運(yùn)飛船、神舟十六號、神舟十七號載人飛船，這是中國空間站全面建成、轉(zhuǎn)入應(yīng)用與發(fā)展新階段后的首批飛行任務(wù)。除了將于近日擇機(jī)發(fā)射的天舟六號貨運(yùn)飛船外，神舟十六號載人飛船、神舟十七號載人飛船分別計(jì)劃于5月、10月發(fā)射。

此外，根據(jù)中國載人航天工程辦公室此前公布的消息，神舟十五號航天員計(jì)劃于今年6月返回地面。5月5日順利撤離中國空間站組合體的天舟五號貨運(yùn)飛船將在神舟十五號載人飛船撤離空間站組合體后，繞飛并對接于空間站節(jié)點(diǎn)艙前向端口。

新華日報·交匯點(diǎn)記者 張宣 王子杰 文/攝