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天舟一号 | “快递小哥”货运三部曲

2021-04-20 18:47

来源：澎湃新闻·澎湃号·政务

2017年4月20日19时41分，中国首艘货运飞船天舟一号在海南文昌航天发射场发射升空。发射入轨后，天舟一号与在轨运行的天宫二号空间实验室先后进行3次交会对接及3次推进剂在轨补加，验证了货物运输和推进剂在轨补加等多项关键技术，为我国载人航天工程“三步走”发展战略中第三步空间站研制建设奠定了坚实基础，让我们一起回顾下吧！

货运飞船作为向空间站及空间实验室运送货物和推进剂等物资的使者，被亲切称为太空中的快递小哥。从“接收订单”到“成功交货”，天舟一号在舱内设计、运送方式等各方面应用了先进技术，始终以饱满的工作状态，出色完成了从“装货”、“运货”到“送货”的物资运输任务。

“

装

货

”

天舟一号怎样装货？

想获得五星好评，天舟一号既要具备高承载量，又要保证货物的“零磕碰”。研制人员对货物舱内的货架和货包进行了精心设计，以保障货物得到安全运输。

天舟一号货物舱内

货架

为了确保货架足够坚固可靠，货架采用了传力效果好的梁板结构，并对连接处进行加固；考虑到航天员取货的安全性，货架消除了尖锐的边缘，也解决了边缘薄弱易被破坏的问题；为了不断挑战货架的承载极限，设计师为其安装了一种预埋结构，经过测试，三个预埋结构能够承载一台豪华轿车。

货包

为避免磕碰，天舟一号货舱内使用“软包装”对物资进行“温柔的呵护”。将物资包裹在泡沫或气囊袋里，并一起固定在货架上，能够起到良好的隔离减振效果，有效阻隔了来自发射段的巨大压力，为货物的上行运输提供了合理的货包绑扎方式。

可知，这些货舱里的物资绝非杂乱无章地堆放，而是安放在像超市货架一样的货柜里。此外，还可以通过外挂包挂在舱壁上，进一步充分利用天舟一号巨大的内部空间。

“

运

货

”

天舟一号运出了哪些货？

天舟一号里装有100多个包裹，主要包括：

天舟一号货物装载示意图

推进剂

就像汽车需要加油一样，空间站要长时间保持在轨道上运行就需要补充推进剂，天舟一号不仅要将推进剂运过去，还要进行太空加油技术的在轨验证。

航天员生活用品

舱内装载了食品、水、衣服等太空生活的必备品，以及用于出舱工作的航天服等。此次运输的并非真的航天服，而是航天服的模拟件。

空间科学实验设备

作为未来空间站经常需要运输的物品，这些试验设备能够支持和保障空间站具备开展较大规模实验与应用的条件。

具有超大容量的天舟一号运送了重达6.5吨的物资，这相当于整个飞船将近一半的重量都用来装货，达到了世界先进水平。

“

送

货

”

天舟一号如何送货上门？

作为“快递小哥”的个人技能展示时间，“交货”方式是取得认可的重要一步。

采用全自主绕飞技术

全自主绕飞示意图

考虑到未来我国空间站建成后的重量之大，不可能为了迎合飞船而大幅度调整空间站姿态。因此，当天舟一号再次造访天宫二号实验室时，便采用了全自主绕飞技术，让飞船自动寻找空间实验室对接口，如同一场曼妙的“空中芭蕾”。

飞船需要在在轨飞行速度是子弹飞行速度8倍的情况下实现“俯仰有度，动静自如”，两者的轨迹和姿态必须精准受控。飞船需规划出最优的绕飞轨迹，在特定位置完成变轨控制，并在预定时间点到达预定位置，尽可能减少燃料的消耗。

首次验证快速交会对接技术

天舟一号与天宫二号交会对接示意图

从以往花费两天时间，到两个航天器在6个小时左右完成对接，这一技术的成功验证，大大缩短了航天员在飞船狭小空间中滞留的时间，减少了航天员的体力与精力付出；同时可以保障科研用品，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；在未来空间站等航天器突遇紧急情况时，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，极大地保证航天员生命安全。

2017年4月22日，天舟一号与天宫二号首次完成自动交会对接；6月19日，天舟一号完成与天宫二号的绕飞以及在绕飞基础上的第二次交会对接试验，巩固了航天器多方位空间交会技术；9月12日，天舟一号顺利完成与天宫二号的自主快速交会对接试验，为空间站建设积累了更多的经验和数据，为未来复杂对接做出充足的准备。

在天舟一号完成“货运三部曲”后，这份巨型快递才算正式“签收”，收到“好评”更在情理之中。