天舟一号运送超6吨货物首飞太空

 天舟一号运送超6吨货物首飞太空

“太空快递员”的三件“秘密武器”

“只运货，不送人”的“太空快递员”天舟一号成了目前最受关注的“焦点人物”，面对曲折的送货路线和复杂的任务，它丝毫不畏惧，因为航天恒星科技有限公司的科技人员为它精心准备了三件“秘密武器”。

整流罩分离。

1

力学环境测量系统

确保飞船风雨无阻、安全无损

浩瀚太空中，太空垃圾是载人航天器的“宿敌”。太空垃圾的飞行速度约为7.8千米/秒，如果撞击到航天器表面，轻者会留下凹坑，重者会穿透航天器造成部分系统功能失效，甚至会产生灾难性的后果——低轨道的航天器都有可能被太空垃圾撞出轨道。此外，太空垃圾也能威胁在舱外活动的航天员。

为了避免与太空垃圾迎面相撞，设计师们为天舟一号量身定制了第一件“秘密武器”：力学环境测量系统。

天舟一号的飞行器结构撞击智能感知与定位功能，能够进行全飞行时段的综合力学环境监测，不只包括传统的振动、冲击、噪声环境，还可以在第一时间感知到太空垃圾撞击的位置和受损程度，甚至还能检验飞船结构设计、货物装载合理性，为在轨损伤修复和结构优化设计提供帮助。

为了运输过程更安全、更智能，设计师们自主攻克了系统功能拓展支撑、传感器安装及电缆穿舱等10余项技术难题，极大地降低了成本。所以，“客户”最关心的“快递费”并没有增长。

2

网络交换技术使网络平台高速沟通、线路无阻

漫漫太空，无心睡眠。这个时候如果能跟小伙伴们来个视频通话真是最好不过了。

在此之前，来往于天地之间的“前辈”航天器，都是依靠传统的总线方式，保持与地面和目标飞行器之间的通信，虽然基本的通信功能都可以保证，但漫长的飞行过程中，不但不能和小伙伴们通过高清视频聊天，就连传回一封图文并茂的飞行日志都会引起网路堵塞，着实让“前辈”们苦恼不已。

作为第一次执行太空快递任务的“年轻人”，天舟一号才不甘心让自己的旅途如此平淡无趣。在设计师们的帮助下，它首次利用了在地面通信中已经十分成熟的网络交换技术，在突破了分路汇聚技术、网络芯片的单粒子防护技术、网络协议的航天工程化应用等多项技术难题后，成功构建了一个标准化的、高速的、大容量的开放性网络平台。

这就是天舟一号的第二件“秘密武器”，它不仅支持船内高清视频、大批量载荷数据的传输，还可以无缝接入天宫二号等空间站网络，天舟一号因此也成了推动航天器数据传输跨入千兆比特高速时代的“第一人”。

3

相对测量子系统让“快递”与“客户”千里相会、签收无误

天舟一号的“入职培训”第一课，就是学习如何快速找准“客户”位置、在“客户”要求的时间内将货物送达。

在收到第一个太空订单的同时，天舟一号也收到了它的第三件“秘密武器”：相对测量子系统。与以往相比，首次利用北斗导航星座的相对测量子系统的扩展性和通用性更高、定位更连续稳定，不仅确保了与“客户”天宫二号首次交会对接的自主可控，安全性大大提高，还因为新增的整秒脉冲输出功能，为全船的相关设备提供了高精度的时间基准，确保了步调统一、齐头并进，把货物准时送达！

这样一来，就算第一次执行任务也不会找错“客户”、送错货。天舟一号对它的任务“首秀”信心满满。

天舟一号运送超6吨货物首飞太空

记者从中国载人航天工程办公室获悉，我国首艘货运飞船天舟一号装载超过6吨的物资与设备飞向太空。

天舟一号的主要任务是为天宫二号“送货”。在这些货物中，除了维持天宫二号运行的各种补给外，还有大量太空实验设备和载荷。由于运载火箭的运载能力是固定的，如果要运送更多的货物，就必须在保证飞船良好性能的同时，尽量减少“自重”。

天舟一号的“腰部”是一个个连接框。“为了使各部分牢固连接，连接框一般都很厚实。”天舟一号货运飞船主任设计师王为介绍，科研人员经过多次试验验证，通过数控加工仿真技术，将连接框设计成镂空形式，将非受力部分的“赘肉”精准去除，只保留结构受力部分，相当于为天舟一号进行了“抽脂”，保证连接框在足够结实的前提下重量减少50％左右。

天舟一号的外部是一种壁板结构，虽然设计厚度仅为3毫米，但在科研人员看来仍有“减脂”的余地。由于壁板面积很大，即使只去除A4纸那样薄薄的一层，整舱的重量也会下降不少。“在不影响飞船性能的前提下，我们通过严格控制加工温度、切削速度等参数，将壁板变薄，使天舟一号的自重减轻了30公斤。”王为告诉记者，省下的这些重量，又可以多运送好几台设备。

为了使舱内空间利用更加合理，天舟一号的货舱被自己的“骨骼”——货架分割成了许多区域。在货架的设计上，科研人员选用了轻质高强度材料。“货架面板”仪器板使用的是铝合金蜂窝板，“货架框架”立梁使用的是碳纤维材料。“经过多次工艺攻关后，天舟一号的整体结构变得又轻又强壮，确保能将货物完好地送达天宫二号。”王为说。

链接

世界各国货运飞船

目前，国际上使用的货运飞船有多种，包括俄罗斯的“进步”货运飞船、欧洲的自动转移飞行器、美国的“龙”飞船，以及日本的HTV货运飞船等。

俄罗斯“进步”货运飞船

俄罗斯“进步”货运飞船是人类第一艘货运飞船，首艘飞船于1978年1月20日在拜科努尔航天中心发射。“进步”货运飞船为无人驾驶飞船，由仪器舱和货舱组成，货舱容积6.6立方米，可运送2.6吨各类货物。燃料舱带1吨燃料，可自行飞行4天。最新型“进步MS”系列飞船具有防护太空垃圾和微陨石的能力。“进步”货运飞船不可回收，一般在完成补给任务后，航天员会将空间站上产生的各种生活垃圾和废物填入飞船，飞船随后离轨自行销毁。

欧洲自动转移飞行器

欧洲的货运飞船为自动转移飞行器，全长10米，最大直径为4.5米，重量约10吨，其运货能力可达7吨。2008年至2014年，自动转移飞行器共发射5次，今后将不再发射。目前，欧洲航天局正研制可运送货物返回地球的货运飞船，预计在2017年或2018年首飞。

美国“龙”飞船

“龙”飞船由美国太空探索公司研发，飞船带有热防护罩，可在返回地球时耐受极高温安全降落，实现回收并重复使用，这使得“龙”飞船成为第一种具备大量货物下行能力的货运飞船。“龙”飞船长5.9米，最大直径3.6米，自重4.2吨，其运送载荷最大质量6吨，返回载荷最大质量3吨。迄今，“龙”飞船为国际空间站执行11次货运任务，成功10次。

日本HTV货运飞船

日本的HTV货运飞船被命名为“鹳”，“鹳”在日本传说中是幸福之鸟。HTV货运飞船最大直径为4.4米，全长约10米，可运送5.7吨的货物与燃料，目前已发射6艘。HTV货运飞船不会自动与空间站对接，而是飞到空间站附近，由空间站的机械臂将其“抓捕”并停靠在空间站节点舱的靠泊口上。

                           （据新华社）