我國(guó)首艘貨運(yùn)飛船天舟一號(hào)在海南發(fā)射升空

▲圖:十號(hào)的大橙子

2017年4月20日晚19點(diǎn)41分,我國(guó)首艘貨運(yùn)飛船天舟一號(hào)在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心由中國(guó)新一代中型液體運(yùn)載火箭長(zhǎng)征七號(hào)遙二火箭發(fā)射升空。天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船是我國(guó)未來(lái)載人空間站工程中的一個(gè)不可或缺的組成部分,它的主要任務(wù)是定期為在空間站中長(zhǎng)期工作生活的航天員運(yùn)送物資,以及為空間站補(bǔ)加推進(jìn)劑,實(shí)現(xiàn)太空“加油”,并將空間站中的廢棄物帶回大氣層燒毀。

▲天舟一號(hào)。圖:高劍

天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船總長(zhǎng)10.6米,艙體最寬處直徑達(dá)3.35米,裝滿“貨物”后,天舟一號(hào)總重將達(dá)13.5噸,是我國(guó)迄今為止體積最大、重量最重的航天器。天舟一號(hào)在外形上與天宮一號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室相似,都是由體積較大的貨物艙和體積較小的推進(jìn)艙組成,其中,貨物艙用于裝載航天員的日常生活物資、新的科學(xué)試驗(yàn)儀器以及用于維修空間站的零部件,推進(jìn)艙則為貨運(yùn)飛船自身提供動(dòng)力能源、并裝載用于補(bǔ)加空間站的推進(jìn)劑。

▲天舟一號(hào)。圖:高劍

相較于國(guó)際上的現(xiàn)役貨運(yùn)飛船,天舟一號(hào)雖然起步較晚,但是發(fā)展的滯后并沒(méi)有造成技術(shù)上的差距,天舟一號(hào)在研發(fā)階段就立意高遠(yuǎn),問(wèn)世伊始就已躋身于國(guó)際先進(jìn)貨運(yùn)飛船的行列。以公開(kāi)數(shù)據(jù)為準(zhǔn),俄羅斯的進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船運(yùn)載能力為2.6噸,美國(guó)太空探索技術(shù)公司的“龍”飛船運(yùn)載能力為6噸,日本的HTV貨運(yùn)飛船運(yùn)載能力為6噸,歐洲自動(dòng)轉(zhuǎn)移飛行器的運(yùn)載能力為7.6噸,而中國(guó)的“天舟一號(hào)”運(yùn)載能力為6.5噸,單就運(yùn)載能力而言,“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船已位列世界第二,但與歐洲自動(dòng)轉(zhuǎn)移飛行器約20噸的總重相比, “天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船的總重為13.5噸,因此, “天舟一號(hào)”具有更高的載貨性價(jià)比。

此外,“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船還延續(xù)了中國(guó)工科技術(shù)人員一貫經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的作風(fēng),破天荒的具備了獨(dú)立飛行3個(gè)月的能力,這種“去一趟也不容易,能做就多做一點(diǎn)”的構(gòu)思使得“天舟一號(hào)” 在“送快遞”之余,還可以長(zhǎng)時(shí)間的作為航天員的臨時(shí)儲(chǔ)貨倉(cāng)庫(kù),以及作為空間科學(xué)試驗(yàn)平臺(tái)在軌開(kāi)展空間科學(xué)試驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)),堪稱是把物盡其用的工科風(fēng)格發(fā)揮到了極致。

▲長(zhǎng)征7號(hào)火箭。攝影:史家民

而除了“中國(guó)首艘貨運(yùn)飛船”、“中國(guó)迄今為止最大最重的航天器”這樣天生的光環(huán),此次天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船最大的一個(gè)亮點(diǎn),便是在與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室完成交會(huì)對(duì)接后,開(kāi)展的推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)驗(yàn)證,即實(shí)現(xiàn)所謂的“太空加油”。

通常而言,大型航天器在太空中運(yùn)行,壽命最多會(huì)維持十余年,對(duì)于動(dòng)輒重達(dá)百噸級(jí)的空間站而言,要想實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期在軌運(yùn)行,僅靠自身攜帶的燃料是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,因此,突破和掌握推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)就顯得至關(guān)重要了。

目前,在軌飛行器補(bǔ)加技術(shù)只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家有能力掌握,在天舟一號(hào)之前,真正稱得上完全掌握了在軌推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)的國(guó)家只有俄羅斯和美國(guó),因?yàn)閲?guó)際空間站這一項(xiàng)任務(wù)主要由俄羅斯完成,所以真正實(shí)現(xiàn)在軌加注推進(jìn)劑應(yīng)用的只有俄羅斯,美國(guó)雖然開(kāi)展了相關(guān)實(shí)驗(yàn),但沒(méi)有建成實(shí)用性系統(tǒng)。歐洲空間局、加拿大、日本等均在此方面進(jìn)行著積極的研究探索,國(guó)際上在該領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)從未停歇。

此次天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船將要完成的首次“太空加油”,將成功將突破國(guó)外對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的封鎖,大幅提升未來(lái)中國(guó)載人空間站的使用壽命,為我國(guó)的空間站建設(shè)工程補(bǔ)足最后一塊技術(shù)短板。

而就在十年之前,掌握了這項(xiàng)技術(shù)的航天強(qiáng)國(guó)曾向中國(guó)提出一個(gè)苛刻到近乎于宰割的條件,以換取雙方在該領(lǐng)域的技術(shù)合作,深感屈辱的中國(guó)航天人當(dāng)即予以回絕,傲慢的外國(guó)專家隨即表示,“補(bǔ)加技術(shù)你們中國(guó)人一定搞不出來(lái)!你們的飛船上必須配套我們的系統(tǒng)”。

而今天,中國(guó)人自己具有“太空加油”能力的貨運(yùn)飛船已成功升空,過(guò)去的那些冷眼與嘲諷現(xiàn)在反而像是這場(chǎng)壯舉的裝飾與點(diǎn)綴,而更讓人感到欣慰的是,書(shū)寫這一壯舉的卻是中國(guó)航天隊(duì)伍中一支平均年齡只有32歲的年輕團(tuán)隊(duì)......