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天舟一號6年苦練內功 首創七大絕技

2017-4-21 01:29:48

來源:北京晨報 作者:韓娜 選稿:費一妍

  原標題:6年苦練內功首創七大絕技

圖片説明:天舟一號從“普通列車”邁向“高鐵時代” 央視供圖

  天舟一號貨運飛船啟程,這趟太空之旅內容豐富,既要運貨,又要與天宮二號“相約”,還要“太空加油”,沒有點“絕活”可不行。

  北京晨報記者從中國航太科技集團了解到,從天舟一號項目立項到在海南文昌發射場發射成功,過去整整6年的時間裏,天舟一號“隱姓埋名”苦練內功,經歷了上千小時測試驗證,經受了上百次大型試驗考核,首創七大獨門絕技。

  絕技一 載貨性價比優於國際現役貨運飛船

  貨運飛船顧名思義承擔了為空間站“加油”和運輸貨物的重擔,並負責將未來空間站裏的廢棄物帶回大氣層燒燬。

  為什麼要造貨運飛船呢?未來,我國要建造長期有人照料的空間站,這就需要輸送航太員所需的生活、工作物資、空間站運轉所需的推進劑。天舟系列貨運飛船就是面向我國空間站建造和運營物資運輸補給任務全新研製的航太器。

  因為天舟一號“只運貨、不送人”,它被一些媒體形象地稱為“快遞小哥”。“小哥”身高10.6米,體寬3.35米,體量與天宮一號目標飛行器、天宮二號空間實驗室相當,但肚大能容,運送相當於自身重量6噸多的貨物不在話下,上行載貨性價比優於國際現役貨運飛船,快遞貨物經濟實惠。

  天舟一號的兩艙結構——貨物艙和推進艙,最大限度地滿足了它貨物裝載以及提供能源、控制動力等的需求,做到了簡潔卻不簡單。

  絕技二 將實現世界第二個“太空加油”

  就像汽車需要加油,未來空間站長期在軌也需要“加油”,這項任務就由“天舟”系列貨運飛船來完成。在天舟一號之前,掌握了在軌推進劑補加技術的國家只有俄羅斯和美國,其中,實現在軌加注應用的只有俄羅斯。歐空局、加拿大、日本等也在此方面進行著積極的研究探索,國際上在該領域的比拼從未停歇。

  在天舟一號飛行任務中,天舟一號與目前正在軌飛行的我國首個空間實驗室——天宮二號將實施我國首次推進劑在軌補加,並計劃開展多次推進劑補加試驗,突破和掌握推進劑補加技術,為我國空間站組裝建造和長期運營掃清在能源供給問題上的最後障礙。

  絕技三 跟蹤飛船測控系統“搬”到了天上

  以往我們對航太器的跟蹤、測控以及在軌異常的及時監測處置,主要依賴陸基測控站和海基測量船。這就需要耗費大量的人力物力建造、維護地面測控站和海上測量船,研製人員奔波在各個站點之間開展相關試驗,並且受到跨國、跨境地域限制。

  天舟一號貨運飛船首次採用了以天基測控體制為主的設計原則。簡單來説,就是將原本在地面或海上的測量系統“搬”到了天上,避免了在地面或海上的地域限制,實現了對航太器在軌飛行關鍵事件的全程跟蹤,以確保對在軌異常的及時監測處置,降低了人力、物力、財力等成本。

  絕技四 首次使用七大類國産新研核心元器件

  為了帶動元器件自主研製,加速實現元器件的自主可控,提前驗證空間站中所用的關鍵元器件,作為飛行驗證平臺的天舟一號首次大刀闊斧地使用了七大類國産新研核心元器件,將未來空間站建設的關鍵命脈牢牢握在手中。

  絕技五 自主快速交會對接幾小時完成

  在天舟一號之前,我國掌握的交會對接技術需要耗時兩天左右時間,天舟一號將開展自主快速交會對接試驗,將交會對接的時間控制在幾個小時內。快速交會對接的實現,有利於提高飛行器在軌飛行的可靠性,減少交會對接過程中包括軌道控制等在內産生的資源消耗,同時,更大程度上地保障飛行器,方便空間站突發事件應急處理。一個形象的比喻是,天舟一號跨出了從“普通列車”邁向“高鐵”的一大步,能做到更快、更舒適、更穩妥地運輸貨物。

  絕技六 搭載幾十台載荷設備開展試驗

  作為往返于天地之間的交通工具,對比“神舟”系列飛船的“載人”特點,“天舟”系列貨運飛船的主要功能是“運貨”。而作為運貨的“快遞小哥”,天舟一號在滿足運輸貨物需求的同時,還最大限度地發揮了平臺效能,隨船搭載了幾十台載荷設備,在軌開展十余項載荷試驗,實現“一次飛行、多方受益”的目標。

  絕技七 太空之旅結束後將墜落南太平洋

  天舟一號將在飛行任務結束後,經由地面飛控工作人員決策,實施主動離軌,通過兩次降軌控制,受控地墜落于南太平洋指定區域。

  相較于一般衛星在使命完成後,隨著推進劑的消耗殆盡而緩慢降軌,最終在大氣層燒燬的結束方式,天舟一號首次採用主動離軌方式,並能受控地落到預定區域。既避免自身成為太空垃圾、避開離軌過程中的不可控因素,又能為打造潔凈、安全的太空環境作出自己的貢獻。

  天舟一號飛行任務作為空間實驗室任務的收官之戰、空間站工程的關鍵一戰,是我國載人航太工程的重要一步。

  天舟一號

  總長10.6米

  艙體最大直徑3.35米

  整船最大裝載狀態下重量達13.5噸

  我國目前體積最大、重量最重的載人航太器,由貨物艙和推進艙兩艙結構組成。其中,貨物艙安裝貨物、設備,推進艙為貨運飛船提供電力能源、推進控制動力並裝載推進劑。2013年,貨運飛船被正式命名為“天舟”。

  4大任務目標

  空間實驗室配合

  驗證推進劑在軌補加技術

  全面考核貨運飛船功能和性能

  在空間實驗室配合下,開展貨運飛船控制組合體、繞飛至前向交會對接、快速交會對接等試驗。

  幕後英雄

  中繼終端:搭天路遠端操控天舟駕駛

  當天舟一號貨運飛船成功發射後,中繼終端將在第一時間開機。隨後,中繼終端將與中繼衛星實現“太空握手”,建立星間鏈路,從而搭建出從天舟一號中繼終端到中繼衛星再到地面的“太空天路”,科研人員將以此天基測控體制為主,對天舟一號實施在軌飛行控制,通過地面遙測遙控方式,對飛船姿態進行控制,並與地面建立通信聯繫,實現對天舟一號貨運飛船的“遠端駕駛”。

  在隨後的飛行過程中,天舟一號中繼終端還將通過“太空天路”與天宮二號完成兩次交會對接任務,併為天宮二號“太空加油”。以其中的交會對接任務為例,通過中繼終端所搭建的天基測控通信系統,科研人員可以同時實現對天舟一號和天宮二號的“遠端駕駛”,可以對天舟一號和天宮二號實現同時測控、同時進行高速數據傳輸,所建立的星間鏈路可以實時向地面傳輸交會對接畫面。

  除此之外,天舟一號還將進行包括載荷試驗在內的多項試驗驗證任務。這些任務的所有命令都是通過中繼終端發送的遙控和遙測指令來實現的。

  通過搭建太空天路,實現“遠端駕駛”聽起來簡單,但實現起來不僅需要跨越393千米,還必須在不到1小時內快速搭建完成,更要確保全程穩定運行,系統複雜性可想而知。

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天舟一號6年苦練內功 首創七大絕技

2017年4月21日 01:29 來源:北京晨報

  原標題:6年苦練內功首創七大絕技

圖片説明:天舟一號從“普通列車”邁向“高鐵時代” 央視供圖

  天舟一號貨運飛船啟程,這趟太空之旅內容豐富,既要運貨,又要與天宮二號“相約”,還要“太空加油”,沒有點“絕活”可不行。

  北京晨報記者從中國航太科技集團了解到,從天舟一號項目立項到在海南文昌發射場發射成功,過去整整6年的時間裏,天舟一號“隱姓埋名”苦練內功,經歷了上千小時測試驗證,經受了上百次大型試驗考核,首創七大獨門絕技。

  絕技一 載貨性價比優於國際現役貨運飛船

  貨運飛船顧名思義承擔了為空間站“加油”和運輸貨物的重擔,並負責將未來空間站裏的廢棄物帶回大氣層燒燬。

  為什麼要造貨運飛船呢?未來,我國要建造長期有人照料的空間站,這就需要輸送航太員所需的生活、工作物資、空間站運轉所需的推進劑。天舟系列貨運飛船就是面向我國空間站建造和運營物資運輸補給任務全新研製的航太器。

  因為天舟一號“只運貨、不送人”,它被一些媒體形象地稱為“快遞小哥”。“小哥”身高10.6米,體寬3.35米,體量與天宮一號目標飛行器、天宮二號空間實驗室相當,但肚大能容,運送相當於自身重量6噸多的貨物不在話下,上行載貨性價比優於國際現役貨運飛船,快遞貨物經濟實惠。

  天舟一號的兩艙結構——貨物艙和推進艙,最大限度地滿足了它貨物裝載以及提供能源、控制動力等的需求,做到了簡潔卻不簡單。

  絕技二 將實現世界第二個“太空加油”

  就像汽車需要加油,未來空間站長期在軌也需要“加油”,這項任務就由“天舟”系列貨運飛船來完成。在天舟一號之前,掌握了在軌推進劑補加技術的國家只有俄羅斯和美國,其中,實現在軌加注應用的只有俄羅斯。歐空局、加拿大、日本等也在此方面進行著積極的研究探索,國際上在該領域的比拼從未停歇。

  在天舟一號飛行任務中,天舟一號與目前正在軌飛行的我國首個空間實驗室——天宮二號將實施我國首次推進劑在軌補加,並計劃開展多次推進劑補加試驗,突破和掌握推進劑補加技術,為我國空間站組裝建造和長期運營掃清在能源供給問題上的最後障礙。

  絕技三 跟蹤飛船測控系統“搬”到了天上

  以往我們對航太器的跟蹤、測控以及在軌異常的及時監測處置,主要依賴陸基測控站和海基測量船。這就需要耗費大量的人力物力建造、維護地面測控站和海上測量船,研製人員奔波在各個站點之間開展相關試驗,並且受到跨國、跨境地域限制。

  天舟一號貨運飛船首次採用了以天基測控體制為主的設計原則。簡單來説,就是將原本在地面或海上的測量系統“搬”到了天上,避免了在地面或海上的地域限制,實現了對航太器在軌飛行關鍵事件的全程跟蹤,以確保對在軌異常的及時監測處置,降低了人力、物力、財力等成本。

  絕技四 首次使用七大類國産新研核心元器件

  為了帶動元器件自主研製,加速實現元器件的自主可控,提前驗證空間站中所用的關鍵元器件,作為飛行驗證平臺的天舟一號首次大刀闊斧地使用了七大類國産新研核心元器件,將未來空間站建設的關鍵命脈牢牢握在手中。

  絕技五 自主快速交會對接幾小時完成

  在天舟一號之前,我國掌握的交會對接技術需要耗時兩天左右時間,天舟一號將開展自主快速交會對接試驗,將交會對接的時間控制在幾個小時內。快速交會對接的實現,有利於提高飛行器在軌飛行的可靠性,減少交會對接過程中包括軌道控制等在內産生的資源消耗,同時,更大程度上地保障飛行器,方便空間站突發事件應急處理。一個形象的比喻是,天舟一號跨出了從“普通列車”邁向“高鐵”的一大步,能做到更快、更舒適、更穩妥地運輸貨物。

  絕技六 搭載幾十台載荷設備開展試驗

  作為往返于天地之間的交通工具,對比“神舟”系列飛船的“載人”特點,“天舟”系列貨運飛船的主要功能是“運貨”。而作為運貨的“快遞小哥”,天舟一號在滿足運輸貨物需求的同時,還最大限度地發揮了平臺效能,隨船搭載了幾十台載荷設備,在軌開展十余項載荷試驗,實現“一次飛行、多方受益”的目標。

  絕技七 太空之旅結束後將墜落南太平洋

  天舟一號將在飛行任務結束後,經由地面飛控工作人員決策,實施主動離軌,通過兩次降軌控制,受控地墜落于南太平洋指定區域。

  相較于一般衛星在使命完成後,隨著推進劑的消耗殆盡而緩慢降軌,最終在大氣層燒燬的結束方式,天舟一號首次採用主動離軌方式,並能受控地落到預定區域。既避免自身成為太空垃圾、避開離軌過程中的不可控因素,又能為打造潔凈、安全的太空環境作出自己的貢獻。

  天舟一號飛行任務作為空間實驗室任務的收官之戰、空間站工程的關鍵一戰,是我國載人航太工程的重要一步。

  天舟一號

  總長10.6米

  艙體最大直徑3.35米

  整船最大裝載狀態下重量達13.5噸

  我國目前體積最大、重量最重的載人航太器,由貨物艙和推進艙兩艙結構組成。其中,貨物艙安裝貨物、設備,推進艙為貨運飛船提供電力能源、推進控制動力並裝載推進劑。2013年,貨運飛船被正式命名為“天舟”。

  4大任務目標

  空間實驗室配合

  驗證推進劑在軌補加技術

  全面考核貨運飛船功能和性能

  在空間實驗室配合下,開展貨運飛船控制組合體、繞飛至前向交會對接、快速交會對接等試驗。

  幕後英雄

  中繼終端:搭天路遠端操控天舟駕駛

  當天舟一號貨運飛船成功發射後,中繼終端將在第一時間開機。隨後,中繼終端將與中繼衛星實現“太空握手”,建立星間鏈路,從而搭建出從天舟一號中繼終端到中繼衛星再到地面的“太空天路”,科研人員將以此天基測控體制為主,對天舟一號實施在軌飛行控制,通過地面遙測遙控方式,對飛船姿態進行控制,並與地面建立通信聯繫,實現對天舟一號貨運飛船的“遠端駕駛”。

  在隨後的飛行過程中,天舟一號中繼終端還將通過“太空天路”與天宮二號完成兩次交會對接任務,併為天宮二號“太空加油”。以其中的交會對接任務為例,通過中繼終端所搭建的天基測控通信系統,科研人員可以同時實現對天舟一號和天宮二號的“遠端駕駛”,可以對天舟一號和天宮二號實現同時測控、同時進行高速數據傳輸,所建立的星間鏈路可以實時向地面傳輸交會對接畫面。

  除此之外,天舟一號還將進行包括載荷試驗在內的多項試驗驗證任務。這些任務的所有命令都是通過中繼終端發送的遙控和遙測指令來實現的。

  通過搭建太空天路,實現“遠端駕駛”聽起來簡單,但實現起來不僅需要跨越393千米,還必須在不到1小時內快速搭建完成,更要確保全程穩定運行,系統複雜性可想而知。