“T”字構(gòu)型中國空間站首迎地球“訪客”“神十四”航天員在軌“收快遞”

本刊記者 蔡金曼 何家玲

特約記者 馬帥莎/文

2022 年11月12日10 時(shí)03 分，搭載天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船的長征七號(hào)遙六運(yùn)載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)火發(fā)射，約10 分鐘后，天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船與火箭成功分離并進(jìn)入預(yù)定軌道，飛船太陽能帆板順利展開工作，發(fā)射取得圓滿成功。天舟五號(hào)于當(dāng)日12 時(shí)10 分，采取自主快速交會(huì)對(duì)接模式，成功對(duì)接于空間站天和核心艙后向端口，中國航天員首次在空間站迎接貨運(yùn)飛船來訪。交會(huì)對(duì)接完成后，天舟五號(hào)轉(zhuǎn)入組合體飛行段。這是神舟十四號(hào)航天員乘組首次在太空迎接“天舟快遞”，“天舟快遞”也將定期送貨，空間站天地貨物運(yùn)輸開啟常態(tài)化運(yùn)營模式。作為第四艘到訪中國空間站的貨運(yùn)飛船，天舟五號(hào)開創(chuàng)多個(gè)“首次”，具有多個(gè)亮點(diǎn)。

中國空間站形成“T”字構(gòu)型后的首位“訪客”

10月31日，搭載空間站夢天實(shí)驗(yàn)艙的長征五號(hào)B 遙四運(yùn)載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)火發(fā)射，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。夢天實(shí)驗(yàn)艙是中國空間站第三個(gè)艙段，也是第二個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙。11月3日，空間站夢天實(shí)驗(yàn)艙順利完成轉(zhuǎn)位，神舟十四號(hào)航天員乘組將進(jìn)入夢天實(shí)驗(yàn)艙。

夢天實(shí)驗(yàn)艙轉(zhuǎn)位完成標(biāo)志著中國空間站“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成，向著建成空間站的目標(biāo)邁出了關(guān)鍵一步。天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船成為中國空間站形成三艙“T”字基本構(gòu)型后迎來的首位“訪客”。與以往貨運(yùn)飛船不同，天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船的對(duì)接目標(biāo)是達(dá)80 噸量級(jí)的空間站組合體。

空間站夢天實(shí)驗(yàn)艙與空間站組合體在軌完成交會(huì)對(duì)接

天舟五號(hào)任務(wù)是中國航天員首次在軌迎接貨運(yùn)飛船。為進(jìn)一步提高近距離交會(huì)對(duì)接過程的可靠性，天舟五號(hào)還具備故障情況下手控遙操作交會(huì)對(duì)接任務(wù)備份能力，提高了近距離交會(huì)過程可靠性。當(dāng)飛船靠近并貼緊空間站時(shí)，航天員同步在“天宮”之中密切關(guān)注“天舟”的各個(gè)動(dòng)作和各項(xiàng)參數(shù)。當(dāng)對(duì)接圓滿完成，“天舟”妥妥“停穩(wěn)”后，航天員將進(jìn)入飛船，拿到來自地面的“家鄉(xiāng)貨”。

2022 年11月3日，夢天實(shí)驗(yàn)艙完成轉(zhuǎn)位，與天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙形成空間站“T”字基本構(gòu)型組合體

首次實(shí)現(xiàn)2 小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接

天舟五號(hào)任務(wù)首次實(shí)現(xiàn)兩小時(shí)自主快速交會(huì)對(duì)接，創(chuàng)造了創(chuàng)下人類航天器最快交會(huì)對(duì)接世界紀(jì)錄，標(biāo)志著中國航天交會(huì)對(duì)接技術(shù)取得新突破。

這種2 小時(shí)的快速交會(huì)對(duì)接對(duì)于我國空間站的長期在軌運(yùn)營有著非常現(xiàn)實(shí)的意義，可以極大提高我國的太空緊急救援能力，將大大縮短運(yùn)輸時(shí)間，使運(yùn)輸特殊鮮活試驗(yàn)品成為可能，如果將該技術(shù)應(yīng)用于神舟載人飛船，將大大減少航天員赴空間站的飛行時(shí)間，盡快進(jìn)入空間站。

嚴(yán)格來說，2 小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接并不是為天舟五號(hào)增加的新功能，之前的天舟也有該功能，該模式對(duì)飛船飛行狀態(tài)要求較高。天舟五號(hào)快速交會(huì)對(duì)接的成功實(shí)施，標(biāo)志著我國的自主定軌技術(shù)精度更高，姿態(tài)軌道控制精度更高，綜合制導(dǎo)技術(shù)水平更高，飛控流程更加優(yōu)化，也標(biāo)志著交會(huì)對(duì)接模式更加多樣化、功能更加豐富，適應(yīng)能力更強(qiáng)，我國的空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)更趨成熟。

搭載中國首臺(tái)空間應(yīng)用燃料電池

天舟五號(hào)飛船搭載了中國首臺(tái)空間應(yīng)用燃料電池，計(jì)劃開展中國首次燃料電池空間在軌試驗(yàn)，為后續(xù)宇航燃料電池應(yīng)用設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)和數(shù)據(jù)支撐，推動(dòng)宇航燃料電池工程應(yīng)用發(fā)展。

天舟五號(hào)飛船除裝載了神舟十五號(hào)3 名航天員6 個(gè)月的在軌駐留消耗品、推進(jìn)劑、應(yīng)用實(shí)（試）驗(yàn)裝置等物資外，還搭載了“澳門學(xué)生科普衛(wèi)星一號(hào)”、宇航用氫氧燃料電池、空間寬能譜高能粒子探測載荷等3 項(xiàng)試驗(yàn)載荷，充分利用貨運(yùn)飛船上行運(yùn)力資源，支持開展空間科學(xué)與技術(shù)試驗(yàn)，提高飛行任務(wù)綜合效益。

天舟五號(hào)飛船是中國空間站在軌建造階段最后一發(fā)“送貨”任務(wù)。后續(xù)中國空間站完成在軌建造后，初步計(jì)劃每年發(fā)射兩艘載人飛船和兩艘貨運(yùn)飛船。為了滿足密集發(fā)射的需要，天舟貨運(yùn)飛船實(shí)行組批生產(chǎn)的方式，同一批次的外形、功能相似或相近。