中国空间站
构想图
据新华社电据中国载人航天工程办公室消息,经空间实验室飞行任务总指挥部研究决定,瞄准4月20日19时41分发射我国首艘货运飞船天舟一号。文昌航天发射场“01”号指挥员王光义接受新华社记者采访时表示,发射场系统已做好充分准备,有能力有信心确保“零窗口”发射取得成功。
“零窗口”发射
发射窗口,是指适合运载火箭发射升空的时间范围。这个时间范围是综合考虑任务性质、发射任务安排、场区天气状况等多种因素确定的,其长度和精度因任务不同而存在较大差异,有的以天计算,有的以小时计算,有的则以分秒计算。
“天舟一号货运飞船起飞时间精确到秒,将是名副其实的‘零窗口’发射。”王光义说。目前,天宫二号运行在300多公里高的近地轨道上,速度约为7.9公里每秒。火箭起飞时间每提前或推迟一秒,自动交会对接的难度和风险都会随之增加。
“最严苛也是最理想的情况,是火箭一秒不差准时起飞。”王光义说,“零窗口”发射将确保飞船准时准点入轨。
天舟一号货运飞船发射升空后,将进入高度约380公里的运行轨道,之后将与在轨运行的天宫二号空间实验室进行自动交会对接。这是我国空间站货物运输系统的首次实用性亮相。
运送6吨物资
天舟一号将装载超过6吨的物资与设备飞向太空。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”。
天舟一号的外部是一种壁板结构,虽然设计厚度仅为3毫米左右,但在科研人员看来仍有“减脂”的余地。“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。”天舟一号货运飞船主任设计师王为告诉记者,天舟一号的货舱被自己的“骨骼”——货架分割成了许多区域。“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,确保能将货物完好无缺地送达天宫二号。”
人类第一艘:俄“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,1978年1月20日首次发射,为无人驾驶飞船,可运送2.6吨各类货物,自行飞行4天。“进步”货运飞船不可回收,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。
欧洲的货运飞船为自动转移飞行器,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。
日本的HTV货运飞船目前已发射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。
可重复使用: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,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。