天舟二號示意圖。新華社發(fā)
中國空間站天和核心艙近日迎來了遠道而來的“訪客”——5月29日晚，天舟二號貨運飛船在海南文昌發(fā)射場成功發(fā)射，并在約8小時后與天和核心艙完成快速交會對接。
此次發(fā)射，天舟二號的主要任務(wù)是“送快遞”——不僅要為空間站運行提供補給，還要給中國航天員帶去工作和生活的必需品。為了將更多“太空快遞”及時、安全送達，天舟二號可謂一身本領(lǐng)、“硬貨”滿滿。
運載能力強
天舟二號作為貨運飛船，“能裝多少”的運載能力自然是衡量其本領(lǐng)的重要標準。
中國航天科技集團五院天舟二號貨運飛船總體副主任設(shè)計師雷劍宇介紹，目前世界上現(xiàn)役的貨運飛船中，最大運載能力超過5噸的只有兩型，天舟二號就是其中之一。
天舟二號運貨能力強，得益于科學的設(shè)計。
天舟貨運飛船由貨物艙和推進艙兩艙組成，采用型譜化、模塊化設(shè)計思想開展平臺構(gòu)型和布局設(shè)計。同時，天舟二號嚴格控制平臺自身重量，最大程度提高貨物運輸能力——發(fā)射重量13.5噸，運貨能力則達到6.9噸，超過了飛船自重。
據(jù)專家介紹，為了打造出貨物上行效率高、綜合任務(wù)能力強的貨運飛船，研制團隊提出了貨物裝載、結(jié)構(gòu)、熱控一體化設(shè)計，高效率能量傳輸及立體信息網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)方案，解決了多功能要求下平臺輕量化的設(shè)計難題。
160多件包裹、兩件分別重達100多公斤的艙外航天服、3噸推進劑……天舟二號“大肚能容”，也離不開智慧的布局。
為了讓天舟裝載效率更高，科研團隊根據(jù)貨運飛船的圓形艙體結(jié)構(gòu)，設(shè)計出26種不同尺寸規(guī)格、不同形狀的貨包。同時，飛船艙內(nèi)的結(jié)構(gòu)進行了特殊設(shè)計，利用蜂窩板搭起了貨格，以裝載不同規(guī)格的貨包。為了保護好貨包并方便航天員取用，每個貨包都會被類似飛機座椅的安全鎖扣固定，航天員單手就可以取下來。
貨物備得齊
根據(jù)空間站建設(shè)計劃，中國將于6月發(fā)射神舟十二號載人飛船。3名航天員將乘坐飛船前往天和核心艙，并在此生活約3個月的時間。因此，天舟二號發(fā)射的重要任務(wù)，就是將航天員在太空中生活和工作所需的各種物資備足備齊。
在“吃”上，天舟二號帶去了各種美味可口的美食，其中不乏傳統(tǒng)的中式菜品，如魚香肉絲、宮保雞丁等。太空中的食品不僅有主副之分，還講究葷素搭配，讓航天員在美食中一解思鄉(xiāng)之情。
在“穿”上，天舟二號攜帶了航天員出艙活動穿著的艙外航天服。艙外航天服重量達100多公斤，服裝共分為6層，具有防輻射、防高低溫、壓力調(diào)整等作用，還具備生命保障系統(tǒng)，將航天器的很多功能濃縮其中。
除了生活物資外，天舟二號還帶有推進劑，在對接期間為天和核心艙進行燃料加注與姿態(tài)控制。此外，天舟二號裝備了實驗設(shè)備、實驗資料等物資，屆時由航天員在軌取出并安裝。
在軌運行一年，天舟二號作為貨物“儲藏室”，需要保障航天員的日常生活、工作物資。貨物這么多，航天員有需求時如何做到隨取隨用？
中國航天科技集團五院天舟二號貨運飛船系統(tǒng)主任設(shè)計師楊勝介紹，空間站將地面的物流管理技術(shù)應(yīng)用其中，航天員可以通過掃描二維碼的方式獲得貨物的位置信息和產(chǎn)品信息。系統(tǒng)還能對產(chǎn)品信息的庫存數(shù)量做到動態(tài)掌控，把空間站貨物一分一厘的變化都記錄下來，從而確保航天員的工作生活更加輕松便捷。
“簽收”速度快
從地面“發(fā)貨”到順利“簽收”僅耗時約8個小時——天舟二號與天和核心艙的交會對接，實現(xiàn)了空間站任務(wù)物資運輸?shù)目焖傺a給。
空間交會對接是實現(xiàn)空間站和空間運輸系統(tǒng)的裝配、回收、補給、維修、航天員交換及營救等在軌服務(wù)的先決條件。快速交會對接技術(shù)不僅能縮短航天員在飛船狹小空間中滯留的時間、減少不必要的體力與精力付出，也可以保證包括生物制劑在內(nèi)的“時鮮貨”盡快送達空間站。
在安全方面，一旦空間站等航天器突遇緊急情況，快速交會對接可以迅速反應(yīng)，向空間站提供各種急需的物資或救助被困的航天員。
為了實現(xiàn)快速交會對接，研制團隊突破了諸多技術(shù)，將原來航天器遠距離導引段需要地面干預的工作交由航天器的星上計算機自主運行，并創(chuàng)新性地提出了可控阻尼的控制思路，以緩沖大噸位航天器對接過程中產(chǎn)生的撞擊能量。
經(jīng)過500多次仿真分析和300多次地面試驗后，設(shè)計師充分驗證了阻尼器的各項功能和性能指標，確保兩個航天器的對接可靠安全。
除了能“送貨”“加油”，天舟二號還能給空間站充電。據(jù)專家介紹，天舟二號貨運飛船有獨立的能源系統(tǒng)，可以實現(xiàn)能源的自給自足?？坎纯臻g站期間，天舟二號處于休眠狀態(tài)，自身能源需求小，富余出來的電能可以輸送到空間站，為航天員活動提供保障，并支撐一些電能消耗較大的科學實驗。（本報記者 劉 峣）
《 人民日報海外版 》（ 2021年06月03日 第 09 版）
