分析天舟一号的五大亮点和三件秘密武器

　　中国昨天把“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。

　　此次发射天舟一号要和天宫二号空间实验室实现交会对接，对发射精度要求很高，因此，发射窗口不是一个时间范围，而是一个确定的时间点，一秒都不能差，这就是航天人所说的“零窗口”，昨晚这个目标已经完美实现。

　　据记者了解，天舟一号将在升空后6个小时左右与天宫二号进行第一次重要的“拥抱合体”，通过交会对接完成万众瞩目的推进剂在轨补加，随后天舟一号撤离天宫二号，伴随着天宫二号180度转向，通过全自主绕飞，一共要完成3次交会对接，3次推进剂的在轨补加，以及空间应用和航天技术等领域的多项实（试）验。在空中，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。

　　据专家介绍，与神舟十号载人飞船在地面人员支持下进行绕飞不同，此次天舟一号不需要地面人员干预，将实现自主绕飞。“如果把神舟十号的绕飞比作是‘领着’小朋友学走路，那么此次货运飞船的绕飞则是‘看着’小朋友自己走路。”货运飞船设计师张强说。

　　由于此次任务是天舟一号货运飞船和长征七号组成的空间站货物运输系统的首次实用性亮相，外界对于这次发射给予极大关注。到底这个“只运货、不送人”的飞船大力士有哪些神奇的本领？这次任务又有哪些亮点呢？

　　一、天舟“肚大能装货”

　　据天舟一号副总设计师徐小平介绍，天舟系列货运飞船是中国载人航天工程“三步走”战略中，载人空间站工程的重要组成部分。据他介绍，天舟一号身高10.6米，体宽3.35米，可以运送6吨多的货物，整船最大装载状态下重量达13.5吨。

　　天舟一号的“大肚子”里装着哪些货物呢？载人航天工程航天员系统副总设计师黄伟芬透露，天舟一号这次任务将验证货物在打包、运输、信息管理、交付、装载及微生物控制全过程方案的有效性。货物主要侧重3人30天的生活和健康的保障，比如航天食品、饮用水、个人卫生清洁用品、废物处理物品、医监医保物品等，它们要按照尺寸、类别、数量来选择不同货包并固定在货舱支架上。据她介绍，此次任务中还将要搭载舱外航天服结构服。我们此前只进行过一次航天员出舱，所以希望通过这次飞行任务获得更多的数据，为未来舱外服的设计工作提供依据。

　　为充分发挥天舟一号的运载能力，随船还搭载几十台载荷设备，将在轨开展多项试验。据《环球时报》记者了解，这个大家伙装有4个合计70公斤的货包，包括一个27公斤的新鲜蔬货包，目的是让航天员在太空中也能尝鲜。

　　二、首次挑战“零窗口”发射

　　发射窗口是指运载火箭携带着航天器发射升空比较合适的时间范围，有的以小时计算，有的以天计算，在此期间火箭都可以发射。由于这次天舟一号要和天宫二号空间实验室交会对接，对发射精度的要求很高，因此发射窗口是一个确定的时间点，一秒都不能差，这就是航天人所说的“零窗口”，对火箭和发射场系统的可靠性提出很高的要求。

　　据介绍，由于长征七号火箭采用全低温液氧煤油动力系统，发射前流程复杂，只要一个环节出问题就将错过发射窗口。长征七号火箭副总设计师助理胡晓军表示，去年6月长征七号首飞时就按预定发射时间分秒不差地升空，为这次的零窗口发射进行了验证，再加上我们对于这次发射的火箭进行了一系列改进，所以对零窗口发射是有信心的。

　　三、首次实施“太空加油”

　　未来中国建成空间站后，航天员在轨的时间就不是以30天来估算，而可能是上百天，空间站运行的燃料该如何补加呢？答案是，这项任务也由天舟系列货运飞船来完成。据了解，在天舟一号之前，掌握这项技术的国家只有俄美，实现在轨加注应用的只有俄罗斯。

　　在本次飞行任务中，天舟一号与天宫二号将实施我国首次推进剂在轨补加，突破和掌握推进剂补加技术，为我国空间站组装建造和长期运营扫清在能源供给问题上的最后障碍。

　　“太空加油”和我们平时在陆地上加油有什么不同？据《环球时报》记者了解，天舟一号与天宫二号对接之后，通过两个航天器之间的气体压力，把推进剂从天舟一号上源源不断输送到天宫二号。虽然看起来和地面加油差不多，但是要真正实现起来却并不容易，既要保证它的交会对接精度提高一倍，又能满足密封的要求，推进剂是绝对不能泄漏的。

　　四、航天器全自主快速对接

　　中国之前的载人航天任务多次成功实现手动和自动交会对接，此次天舟一号与天宫二号将实现3次交会对接，这在我国载人航天史上还是首次。天舟一号与天宫二号对接之后组合体的保持时间也将远超此前。

　　据介绍，目前地面向国际空间站运送航天员时，交会对接通常会花费2-3天时间。但从2012年起，俄罗斯分别采用进步号货运飞船和联盟号载人飞船与国际空间站成功实施了7次快速交会对接试验。天舟一号的这次任务也将验证快速交会对接，从入轨到对接成功仅需几小时。也就是说，如果和航天员同时出发，我们坐高铁从北京到上海，当我们还在上海站下火车时，航天员就已经在遥远的空间站里跟我们打招呼了。

　　这种“快速”有什么意义呢？从人的方面说，可以缩短航天员在飞船狭小空间中滞留的时间，减少航天员不必要的体力与精力付出。从任务角度来说，快速交会对接还可保障科研用品，特别是生物制剂等无法经历长期运输的货品尽快送达空间站，这对某些试验至关重要，甚至是决定性的。从安全的角度来说，如果空间站等航天器突遇紧急情况，快速交会对接可以快速地对故障实施抢修与紧急救援等工作。

　　五、首次主动离轨受控陨落

　　一般卫星在使命完成后，随着推进剂的消耗殆尽，会缓慢降低轨道高度，最终以大气层烧毁的方式结束服役生涯。据专家介绍，天舟一号将首次采用主动离轨方式，并能受控地落到预定区域，既避免自身成为太空垃圾、避开离轨过程中的不可控因素，又能为打造洁净、安全的太空环境作出自己的贡献。

　　这种技术是否意味着中国在国际相关领域具备了先进水平？徐小平认为，这不代表技术的先进性，而代表中国在航天领域的环保意识提升，是为减少太空垃圾做出非常有益的尝试。据他介绍，天舟一号将在飞行任务结束后，经由地面飞控工作人员决策，实施主动离轨，通过两次降轨控制，将受控地坠落于南太平洋指定区域。

　　香港《经济日报》20日称， 天舟一号飞船肩负重大使命，绝不只是一艘普通的载货飞船。天舟一号还将成为中国第一个实现天地一体化互联网络的航天器，简单来说就是航天员在太空中使用互联网，上网感受跟在家中一样。

　　如何能保证把太空快递准确送到？据专家介绍，天舟一号有三件秘密武器：第一，太空垃圾力学环境测量系统，可以在第一时间感知到太空垃圾撞击的位置和受损程度，要知道一块10克的太空垃圾也会对货运飞船造成极大干扰。第二，一个标准化、高速、大容量的开放性网络平台，可以无缝接入天宫二号等空间站网络。第三，北斗导航星座的相对测量子系统，将保证第一次执行快递任务的天舟一号不会找错“人”。