2022，中國航天正在創造新的歷史

鄭蔚

2022年5月10日凌晨1時56分，隨著海南文昌航天發射場發射任務01指揮員王宇亮一聲令下：“點火！”長征七號專用發射塔架上的長七遙五運載火箭立即噴吐出陣陣烈焰。伴隨著滾雷一般的巨響，它以近700噸的推力將天舟四號貨運飛船托舉而起。飛行602秒后，運載火箭成功實現船箭分離，目送天舟四號漸行漸遠，飛往中國空間站的預定太空軌道。2點23分，太陽能帆板順利打開。

經過近7個小時的飛行，上午8時54分，天舟四號貨運飛船在距地球400公里高的軌道上，采用自主快速交會對接模式，成功對接中國空間站天和核心艙后向端口，本次發射、飛行和交會對接取得圓滿成功。這是2022年我國空間站建造階段預定6次發射任務的首次發射，正式開啟了中國空間站全面建造的大幕。

今年五四青年節到來之際，習近平總書記在給中國航天科技集團空間站建造青年團隊的回信中說，9年來，從天宮、北斗、嫦娥，到天和、天問、羲和，中國航天不斷創造新的歷史，一大批航天青年挑大梁、擔重任，展現了新時代中國青年奮發進取的精神風貌。

2022年，中國航天還將不斷創造新的歷史！

5月10日，天舟四號貨運飛船發射成功，意義非同小可。航天科技集團第五研究院貨運飛船系統副總設計師黨蓉說：“天舟四號是我國進入空間站建造階段的首發航天器，裝載了共計200余件（套）貨物，上行物資總重約6000公斤，上行物資比天舟三號增加了300多公斤。它承擔著為神舟十四號航天員提供物資保障、空間站在軌運營支持和空間科學實驗等任務?！?/p>

航天五院的專家介紹說，天舟貨運飛船由密封貨物艙和推進艙構成，整船總長10.6米，艙體最大直徑3.35米，太陽電池翼展開后的最大寬度近15米。天舟四號和天舟三號貨運飛船在外觀上是一致的。

天舟四號貨運飛船有哪些科技創新的亮點？

航天五院貨運飛船系統副總設計師徐小平說，首先，天舟貨運飛船與國外同類現役貨運飛船相比，上行能力強大，載貨比（最大載貨量與滿載時貨運飛船總重量之比）高。天舟四號的最大上行載貨量達6.5噸，在滿載情況下總重量為13.5噸，推進劑補加能力達2.1噸。在上行物資能力方面，現役的俄羅斯“進步M1號”貨運飛船的上行能力為3.2噸；美國“天鵝座”改進型貨運飛船的上行能力是3.5噸。

其次，天舟貨運飛船突破了推進劑補加技術，是實施我國空間站組裝建造和運營的關鍵之一。此次發射的天舟四號還裝滿了推進劑，對接成功后將變身天宮“加油站”，為空間站的在軌運行提供燃料補充，可有效提高空間站的使用壽命。

天舟四號還有一項重要設計，對飛行測控至關重要，就是以天基測控體制為主的設計原則，實現了關鍵事件全程跟蹤測控、在軌異常及時監測處置，減少了過去對陸基測控站和?；鶞y量船的依賴。

天舟貨運飛船與空間站的交會對接被稱為“太空之吻”，是貨運飛船成功與否的關鍵。快速對接模式，是俄羅斯進步M-16M貨運飛船在2012年8月嘗試的，但關鍵時刻仍需要地面干預。天舟貨運飛船首次提出了基于絕對定位數據的快速交會對接自主導航與制導方案，解決了依靠地面定軌、計算時，注入時間長、難以實施快速交會對接的難題，交會對接時間由2天縮短至6.5小時，在國際上首次實施了全自主的快速交會對接，并設計了前向、后向、徑向繞飛方案，可與空間站不同對接口對接，提高了任務適應能力。

航天科技集團第八研究院805所的設計師介紹說，我國空間站的建造猶如“搭積木”，而連接起各個艙段的“關節”正是對接機構。考慮到未來空間站建造需要適應8～180噸重的各種噸位、各種方式（包括偏心對接）的對接，特別是在對接過程中將會產生巨大的對接能量，對于對接機構的緩沖耗能能力要求很高。為了讓兩個重量級的航天器在對接時可以“輕盈優雅”，設計師們通過大量的技術攻關和方案論證，系統性提出了可控阻尼的控制思路，通過可控阻尼器單機產品，既不影響原捕獲性能、方便捕獲，又可以消耗對接機構捕獲后產生的巨大撞擊能量，成功突破了空間站建造的這項關鍵技術。

這次天舟四號貨運飛船將為即將啟程的神舟十四號航天員乘組送上什么新的“吃穿用”物品？航天員科研訓練中心天舟四號發射任務試驗隊責任總師王春慧說，根據神舟十三號航天員乘組完成任務返回地面后反饋的意見，為神舟十四號乘組增加了4種蔬菜，使蔬菜的種類達到了32種；還為航天員安排了中秋、國慶等節日食品，以及執行重大任務后的獎勵食品。為了給航天員的太空生活增添一些色彩，還特意安排了食品“盲盒”，航天員在太空過生日時會收到一個帶來驚喜的“生日盲盒”禮物。

據悉，在空間站停靠期間，天舟四號還將按計劃開展多項在軌試驗。

將天舟四號貨運飛船送上太空的長征七號運載火箭，是我國新一代中型運載火箭。這次是長征七號首次實現在一個月內完成測試和發射。

中國航天科技集團第一研究院長七火箭總體主任設計師邵業濤介紹說，本次是長七火箭與天舟系列貨運飛船第四次攜手奔赴太空，火箭總體技術狀態逐漸趨于穩定，飛行可靠性評估值達0.9838這一國際先進水平。

本次任務，火箭共有射前流程優化和可靠性提升等17項技術狀態變化。其中包括，在發射日并行加注液氧煤油，減少了射前準備時間、降低了對人員設備氣象保障等條件的要求、提高了發射可靠性；部分箭上器件裝箭后運往發射場，部分測試項目出廠前進行……通過這一系列舉措，火箭測發周期減少了4天，由原來的31天縮減到27天。這也是長七火箭首次實現在一個月完成測試、發射。

長七火箭是個“鋼筋鐵骨”的大個子，體重幾百噸，但90%甚至更多都是燃料。火箭總體重500余噸，但箭體外殼、電纜、儀器等加在一起只有50余噸，其余都是液氧煤油推進劑的重量。

航天一院總體部火箭設計專家徐利杰說：“燃料在火箭整個體重中比重越大，火箭的結構效率越高，說明設計越合理。”他說，在設計中，火箭的外殼、電纜、儀器等重量被稱為“死重”，要把這些部件盡可能設計得簡潔、功能強大，以減輕重量。

論“力氣”，長七火箭近地軌道運載能力達到13.5噸，比采用傳統燃料的運載火箭多出一半以上。其中，芯一級和助推器上的6臺液氧煤油發動機可提供超過700噸的起飛推力。

而且，它不僅能在8級大風中轉場，還能在中雨里發射，不管“風吹雨打”，都能送載荷精準入軌。為了應對海南濕熱多雨、臺風頻繁的氣候，長征七號火箭具備了全天候發射能力，可以在低溫燃料加注后停放24小時，為成功發射爭取更多有利時間，形象地說就是“想打就打”。

航天一院總體部火箭設計專家朱平平介紹，以長五、長七為代表的新一代運載火箭，加注的推進劑分別是液氫、液氧、煤油，都是低溫燃料，其中液氫的溫度達-253℃，液氧的溫度達-183℃。液氫、液氧燃燒后產生的是水，無毒無污染，且大大提高了火箭的運載能力。

中國載人航天工程總設計師周建平說：“從天舟四號升空起，我國空間站工程將進入建造階段。今年年內總共將發射2個空間站實驗艙、2艘載人飛船、2艘貨運飛船，再將6名航天員送入中國空間站，并將首次實現6名航天員同時在軌?！?/p>

他還透露，神舟十四號載人飛船將于今年6月發射升空，航天員將在空間站迎接“天夢”、“天問”2個實驗艙的到來。今年年底前，神舟十五號航天員乘組也將飛往中國空間站，與神舟十四號航天員“會師”太空。建成后的中國空間站由3個艙段、2艘載人飛船和1艘貨運飛船構成，總重量近100噸，裝載著空間生命和生物科學、材料科學、燃燒和微重力流體科學、基礎物理等領域的大量先進實驗裝置。

2022年是中國航天的“大年”：

2月27日，長征八號遙二運載火箭在文昌航天發射中心成功發射，一箭22星！

4月30日，長征十一號運載火箭在我國黃海南部海域，以“一箭五星”方式成功發射吉林一號高分系列衛星。這是我國首次實現運載火箭海上“一站式”發射，即總裝、總測、出港、發射一體化。預計，今年還將有1～3次海上發射計劃，包括低傾角圓軌道和太陽同步軌道……

國家航天局副局長吳艷華介紹說，自2016年至2021年年底，我國共實施207次發射，長征火箭發射成功率96.7%。2021年全年我國航天發射次數達到55次，位居世界第一。2022年總共將有40次以上航天發射任務，年內中國空間站將全面建成，意味著我國載人航天工程“三步走”發展戰略最終實現。

“目前，我國在軌工作的各類衛星超過500顆，航天技術與服務深度融入經濟社會發展，為支撐平安中國、健康中國、美麗中國、數字中國建設等發揮重要作用。”吳艷華說。

中國航天還在不斷創造新的歷史。中國探月工程總設計師吳偉仁說，我國的探月工程四期已于2021年底正式立項，并進入實施階段?！疤皆鹿こ趟钠诘闹饕繕耸菍υ虑蚰蠘O開展科學探測，計劃在2030年前建立起月球科研站的基本型。”他說，探月工程四期規劃了4次任務，第一次是已成功實施的“嫦娥四號”，后續還有3次任務，分別是“嫦娥六號”、“嫦娥七號”和“嫦娥八號”。其中“嫦娥六號”主要到月球的高價值地區進行采樣返回，后續還有新的月壤樣品返回地球；“嫦娥七號”主要對月球極區進行科學探測，特別是對月球的水冰分布進行探測；“嫦娥八號”將與“嫦娥七號”協同工作，主要開展月球資源開發利用技術試驗驗證和長期科學探測，對月球進行大范圍、全尺度、長周期觀測，并為科研站后續的關鍵技術進行驗證?！版隙鹆枴焙汀版隙鹌咛枴庇型?025年前后實施發射任務。

他說，科學家們還很期待能在月球南極探測到水冰。“探月工程四期還研制了飛躍器，著陸之后采用飛躍器，從著陸點飛向可能有水冰的月坑方向，開展勘察、采集樣本?！?/p>

航天五院天問一號探測器總設計師孫澤洲告訴記者，截至去年12月31日，祝融號火星車在火星表面累計行駛超過1400米，獲取巡視探測原始科學數據約560GB，能源充足、狀態良好?，F在，他正瞄準的是2030年前實施的火星采樣返回任務。“這是科學探索的無人區。我們航天人將牢記習總書記囑托，我們一定要奮力奔跑。”他說。

（編輯 韋 瀟）