

2001年,和平号空间站陨落照片
十来吨的天舟一号,制动、降轨,进入大气层,摩擦、剧烈摩擦……太阳帆板可能折断,薄薄的舱体开始燃烧、解体。升空时惊天轰鸣,回来时辉煌壮丽,天舟一号,果然不是池中凡物。
话匣君等来等去,搜来搜去,两周多时间一晃过去,却始终没有看到这一壮观场景的公开影像。想来很可能是因为,轨道控制得太精准了!广袤却又宁静的南太平洋,没有观众,无人喝彩。

要的其实就是这效果!天舟一号受控离轨是中国航天器0到1的突破,为了避免出现太空垃圾,保持良好空间环境,航天人对轨道进行了精心测算,每一步操作都得是毫厘不差。相关的系统和设备工作到最后一刻,“就算太阳帆板折断,它们的工作也不受影响!”

说到天舟一号,大家估计都熟悉“快递小哥”这个称呼,媒体同行做报道,航天专家做科普,都爱打比方来化繁为简,但简单化往往会遮盖真正的意义所在!

天舟一号发射现场延时摄影
天舟一号4月20日发射,9月22日离轨,在天上待了155天,刷新了国内飞船任务的记录。你说,哪个快递小哥出趟门得这么长?!再听话匣君说说天舟一号完成的这些事儿,你就知道“快递小哥”实在是叫错了。
自动交会对接,三次!
天舟一号于4月22日、6月19日和9月12日,先后三次与天宫二号空间实验室进行了交会对接。
其中,第二次交会对接前,天舟一号对天宫二号成功完成了自主绕飞,即从后向5千米绕飞至天宫二号前向5千米。在此期间,天舟一号完成偏航180°转倒飞,天宫二号完成偏航180°转正飞。再次“四目相对”后,成功实施自动交会对接。

这一试验,巩固了航天器多方位空间交会技术。未来我国的空间站设有多个对接口,除了沿着航天器质心连线的轴向对接,还会有侧向的偏心对接。绕飞关攻克后,就能想怎么对接,就怎么对接!
第三次更了不得,是我国首次实施自主快速交会对接!将以往发射后两天左右的对接时间,缩短到6.5个小时。太空“动车”变身“高铁”,不是天舟一号飞得更快,而是采用了全新的轨道策略。

研制团队突破了航天器自主导航测轨、定轨、自主快速制导等技术,将复杂的测定轨算法和远距离导引技术工程化,把原来远距离导引段需要地面干预的工作交由航天器的星上计算机自主进行,包括规划合理的路线,过程中的转向和加减速等等。
这一技术的最大用处是一旦将来空间站有“事”,需要地面派人或送货,飞船可以火速驰援!
推进剂在轨补加,三次!
货运飞船不仅要给空间站上的人员送去补给和科研设备,还要给空间站进行“太空加油”,确保其有足够的推进剂来维持轨道高度。
天舟一号三次与天宫二号交会对接后,都进行了推进剂在轨补加,合计总量在两吨左右,为天宫二号执行后续任务,奠定了物质基础。

话匣君了解到,这三次在轨补加并非简单重复,而是验证了不同工况和冗余设备的工作情况。供给天宫二号的推进剂不仅来自天舟一号上的补加储箱,天舟一号自用的推进剂也有部分输出给了天宫二号。
补加系统有诸多气路、液路设备构成,三次补加时间跨度很长,充分说明了补加系统和对接机构一样,值得信赖!
验证空间站关键技术,n项!
天舟一号是我国在空间站之前,发射的最大飞行器,其上运用了诸多将在空间站上使用的关键技术。

天舟一号所用锂电池
比如由上海航天八院研制的,具有“天舟之心”美誉的电源分系统,首次使用了低轨高压大容量锂电。锂电最让人担心的就是安全性,航天人做了大量的地面验证,66个电池单体可以随时掌握每一个的工作状态,出现问题,可将故障电池隔离。事实证明,这颗“心”稳定而强劲。

再比如,天舟一号首次应用了以太网技术。上海航天为货船研制的高速通信处理器就像一座大型机场,可以指引各种大小型飞机起飞降落,接收来自各地的乘客,也可以将乘客送往各地,是一个网络信息的“核心交通枢纽”。
船载科学实验,四项!
航天器的空间何其宝贵!天舟一号自然被科研人员充分利用,成为一艘科学之舟。
天舟一号在轨开展了微重力对细胞增殖和分化影响研究、两相系统实验平台的关键技术研究、非牛顿引力实验检验的关键技术验证、主动隔振关键技术验证4项科学实验研究及技术验证试验,涉及12个承研单位。

“微重力对细胞增殖与分化影响研究”项目,主要开展微重力环境对干细胞增殖分化、生殖细胞分化及骨组织细胞结构功能影响研究。骨质疏松是航天员建康的大敌,此项实验有望助力微重力下抗骨质疏松药物的研发。“主动隔振关键技术验证”项目,则是为空间站高微重力实验平台研制奠定技术基础。
虽然天舟一号已经和我们告别,但实验数据都已经传回了地面。

话匣君了解到,我国空间站的研制正在按节点全力推进。神舟和天舟飞船也已投入批产,不再是一艘一艘地慢工出细活,而是一次造n艘!随着后续空间站核心舱的升空,载人和货运飞船都将进入到密集发射期,一年几艘的频率,绝对让你眼花缭乱!

看到这里,你还以为天舟一号只是“快递小哥”吗?待到圆梦空间站,为功成者贺时,可别忘了天舟一号——这艘居功至伟的先驱之舟!





















