http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2017-04-
天舟一号货运飞船发射取得圆满成功
新华社记者 琚振华 摄
4月20日19时41分，搭载天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，约 596秒后，飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。
这是天舟货运飞船和长征七号运载火箭组成的空间站货物运输系统的首次飞行试验。飞船入轨后，将按预定程序与在轨运行的天宫二号先后进行自动交会对接、自主快速交会对接等3次交会对接，3次推进剂在轨补加，以及空间应用和航天技术等领域的多项实（试）验。期间，天舟一号与天宫二号组合体在轨飞行约2个月，天舟一号独立飞行约3个月。完成既定任务后，天舟一号将受控离轨，陨落至预定安全海域；天宫二号留轨继续开展拓展试验和应用。
目前，天宫二号运行在距地面393公里的近圆对接轨道，设备工作正常，运行状态良好，满足交会对接任务要求。
长征七号遥二运载火箭与之前执行首飞任务的长征七号遥一运载火箭技术状态基本一致，为满足发射货运飞船要求，进行了部分技术状态更改，进一步提高了安全性与可靠性。这是长征系列运载火箭的第247次飞行。
[科学网]
首个送往太空的“包裹”——天舟一号飞行任务全解读
新华社海南文昌４月２０日电
新华社记者王经国、李国利、陈曦
４月２０日晚，中国海南文昌航天发射场，搭载着天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭点火升空，中国首单“太空快递”正式发出，预计两天后送达天宫二号。
作为中国载人空间站工程的重要组成部分，首艘货运飞船天舟一号“只运货，不送人”，因此被形象地称为“太空快递员”，一亮相便成为了目前中国最受关注的“快递小哥”。未来几个月，天舟一号将在太空中独自完成它的首单“太空快递”任务。它为这次任务都做了哪些“入职培训”？携带了哪些“秘密武器”？将闯过多少道“关卡”才能顺利完成首单任务？
大块头有“小心机”：承载能力与人性化设计的双保障
作为中国太空快递的明星，天舟一号首先在身材上、体力上就令人瞩目。
不信？先看一组数据：身高１０．６米，体宽３．３５米，最大装载状态下重量达１３．５吨，由货物舱和推进舱两舱结构组成，是我国目前为止体积最大、重量最重的航天器，运送６吨多的货物不在话下。
这次任务，天舟一号就要为天宫二号带去６吨左右的货物和推进剂，其中有大大小小１００多个货包。
在货物舱里，按照３人３０天需求量配置的真实生活物资或质量模拟件、１套模拟舱外航天服、２个模拟氧瓶组件、２个模拟氮瓶组件、１个软质水箱、１个硬质水箱等各种货物，放在货架上。
说到货物舱的设计，那咱们的“太空快递员”天舟一号绝对是个“心机ｂｏｙ”。
货物舱为圆柱形，舱壁周围为格状结构的货架，上面装有天蓝色把手，中间形成一个矩形过道。为了让未来的“客户”在舱内活动更安全、舒适，内部的地板采用了深色硬质结构，方便蹬踏，天花板为浅色。
“上浅下深颜色的布局，可以营造出一种天地感，让人不会眩晕。”天舟一号货运飞船系统总体副主任设计师张健说，在失重环境下，把手位置的设计要合理，必须要装在容易使力的地方，就连舱内的仪表、计算机的每个旋钮力也都要经过测试，“包括到位的‘咔’的那一下，都是严格要求的，让人知道拧到什么位置到位。”
这还不算什么！天舟一号货物舱还能在简单改造后“变身”为全密封、半开放、全开放三种形态。
全密封主要用于运输航天员消耗品、密封舱内设备与试验载荷；半密封除了可以运输密封舱内货物外，还可以满足包括太阳电池翼等舱外物资的运输需求；全开放货运飞船主要用于大型舱外货物的运输。
冲着天舟一号这股子为用户着想的劲儿，不想打五星好评都难。
“太空快递员”的“秘密武器”：确保货物安全抵达天宫二号
据可靠消息，为了这一趟远差，“太空快递员”天舟一号准备了不少秘密武器。下面就给大家晒几件：
第一件：“防晒霜”
太空中的日晒强度比地球上猛烈千百倍，在太阳照射的情况下，天舟一号的表面会迅速升温，为了帮助推进舱中的设备“防暑降温”，聪明的天舟一号在自己皮肤上涂了一层“防晒霜”。
这款太空版“防晒霜”其实是一种航天专用的白漆热控涂层，具有优良的散热性能。
第二件：高科技货包
由于运送的货物中有不少精密仪器和航天员用品，为了保证货物能够安全不受损地到达“客户”手中，天舟一号精心准备了一种高科技货包来装载货物。
这种高科技货包，采用系列化设计，根据货物尺寸，可调节大小、形状。其外观呈乳黄色，采用新型的抗菌防潮防霉布料，里面则使用一种新研制的防火防潮且抗震的泡沫或者气囊来包裹货物，可确保部分货物在货包中安全地存放一年。
第三件：保驾护航的利器
早在出发前，天舟一号就“听过”关于太空垃圾给国际同行带来的困扰：“被小小一块１０克的太空垃圾迎面撞上，只刮花了漂亮帅气的制服都算幸运，好几次甚至差点穿透制服被送进医院。”于是，为了运输过程更安全，天舟一号决定随身携带力学环境测量系统。
这套“高大上”的系统不仅可以在天舟一号全飞行时段对传统的振动、冲击、噪音环境进行检测，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。
第四件：相对测量子系统
这套系统不仅可以确保天舟一号与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，为全船的相关设备都提供了高精度的时间基准。
换个通俗的说法，就是能够让天舟一号快速准确地找到客户位置，在客户要求的时间内将货物送达。
此外，还有网络交换技术、太空换热衣、应答机天线网络等，为了这次任务“首秀”能够顺利完成，天舟一号可谓下足了“血本”。
不只是“快递员”：天舟一号将完成多项使命任务
实际上，天舟一号远远不只是一个快递员这么简单，其他任务也不少。
任务一：“太空加油”
就像汽车需要加油，未来空间站长期在轨也需要“加油”。天舟一号这次就要进行一次在轨推进剂补加技术验证，为天宫二号在轨加注。
别小看这次的“太空加油”，其过程要比汽车加油复杂得多，分为２９个步骤，每步都需要精细控制，整个“加油”过程要持续好几天。在天舟一号之前，只有俄罗斯和美国掌握了这项技术，其中，实现应用的只有俄罗斯。
一旦当天舟一号“学会”这项技能，就将为我国空间站组装建造和长期运营扫除在能源供给问题上的最后障碍。
任务二：“太空芭蕾”
在第一次交会对接后，天舟一号将与天宫二号上演一场高难度的“太空芭蕾”——天宫二号转体１８０度，天舟一号从天宫二号下方绕飞，同时转体１８０度，加速赶到天宫二号前方，最终从“前”向与天宫二号进行一次交会对接。
大家不要误以为这是天舟一号的“耍酷”行为，其实，这项名为绕飞至前向交会对接的试验是为了确保未来航天器能从多个方向与空间站对接而进行的演练。
任务三：“从绿皮火车到高铁动车的升级”
天舟一号将完成快速交会对接试验，把之前需要２天左右的交会对接过程提速到６个小时左右，就像是从乘坐“绿皮火车”变为乘坐“高铁”。
这意味着可以缩短航天员在飞船狭小空间中滞留的时间，使载人太空飞行变得更加舒适、惬意，还可以让无法经历长时间运输的货品尽快送达，同时，更大程度上保障未来空间站的安全，方便空间站突发事件的应急处理。
任务四：“带着天宫二号一起飞”
按照正常情况下的飞行模式，从地球远道而来的天舟一号与天宫二号交会对接后，就可以好好休息一下，由“主飞行器”天宫二号负责对接后的飞行。
但是，这次天舟一号可不愿闲着，将开展货运飞船控制组合体试验，接过组合体飞行的“控制权”，带着天宫二号一起飞。
当然这也是有原因的，在主飞行器短时出现问题的情况下，另一航天器就可以发挥作用，进行“抢救”。
任务五：高大上的空间应用及技术试（实）验
虽然，天舟一号的主要功能是“运货”，但在满足运输货物需求的同时，天舟一号还可以最大限度地发挥平台效能，随船搭载了几十台载荷设备，将在轨开展十余项载荷试（实）验。
看到这里，小伙伴们一定想为天舟一号“一次飞行，多方受益”的精神点赞吧。
别急，还有最后一个任务呢。
为了避免自身成为太空垃圾，天舟一号将在完成飞行任务后，首次实施主动离轨，落于南太平洋预定安全海域，为打造一个洁净、安全的太空环境做出贡献。（参与记者王楠楠、梅常伟、曾涛、田兆运、卜多门、涂超华）
[新华网]
相关报道
解读天舟一号飞行任务七大亮点——新华社记者专访货运飞船系统副总设计师徐小平
新华社海南文昌４月２０日电 题：解读天舟一号飞行任务七大亮点——新华社记者专访货运飞船系统副总设计师徐小平
新华社记者李国利、田兆运、王楠楠
作为我国载人空间站工程的重要组成部分，我国首艘货运飞船天舟一号承担了为空间站运输货物和“加油”的重任，并负责将未来空间站里的废弃物带回大气层烧毁。
中国载人航天科技集团第五研究院货运飞船系统副总设计师徐小平认为，天舟一号的飞行任务有七大亮点。
亮点一：首次执行货运飞船飞行试验任务
要建造长期有人照料的空间站，就需要输送航天员所需的生活、工作物资和空间站运转所需的推进剂。“天舟系列货运飞船就是面向我国空间站建造和运营物资运输补给任务所研制的全新的载人航天器。”徐小平说，天舟一号物资上行能力超过６吨，是我国目前为止体积最大、重量最重的载人航天器。天舟一号的两舱结构——货物舱和推进舱，最大限度满足了货物装载以及提供能源、控制动力等的需求，做到了简洁却不简单。
亮点二：首次在轨实施飞行器间推进剂补加
就像汽车需要加油，未来空间站长期在轨也需要“加油”，这项任务就由天舟系列货运飞船来完成。“在天舟一号之前，掌握了在轨推进剂补加技术的国家只有俄罗斯和美国，其中，实现在轨加注应用的只有俄罗斯。”徐小平介绍说，在天舟一号飞行任务中，天舟一号与目前正在轨飞行的我国首个空间实验室——天宫二号将实施我国首次推进剂在轨补加，计划开展多次推进剂补加试验，突破和掌握推进剂补加技术，为我国空间站组装建造和长期运营扫清能源供给问题上的最后障碍。
亮点三：首次以天基测控体制为主实施飞行控制
以往，我们对航天器的跟踪、测控以及在轨异常的及时监测处置，主要依赖陆基测控站和海基测量船。这就需要耗费大量的人力物力建造、维护地面测控站和海上测量船，研制人员奔波在各个站点之间开展相关试验，并且受到跨国、跨境地域限制。
天舟一号货运飞船首次采用了以天基测控体制为主的设计原则。“简单来说，就是将原本在地面或海上的测量系统‘搬’到了天上，避免了在地面或海上的地域限制，实现了对航天器在轨飞行的关键事件的全程跟踪，以确保对在轨异常的及时监测处置，降低了人力物力财力等成本。”徐小平说。
亮点四：首次大规模推动核心元器件自主可控
为了带动元器件自主研制，加速实现元器件的自主可控，提前验证空间站中所用的关键元器件，作为飞行验证平台的天舟一号首次大刀阔斧地使用了七大类国产新研核心元器件。徐小平认为，元器件的自主可控为我国将来的空间站和载人飞船升级换代打下了坚实基础。
亮点五：首次开展全自主快速交会对接试验
徐小平告诉记者，在天舟一号之前，我国掌握的交会对接技术需要耗时２天左右，天舟一号将开展自主快速交会对接试验，将交会对接的时间控制在６小时左右。快速交会对接的实现，有利于提高飞行器在轨飞行的可靠性，减少交会对接过程中包括轨道控制等在内产生的资源消耗，同时，更大程度保障飞行器，主要是未来空间站的安全，方便空间站突发事件应急处理。一个形象的比喻是，天舟一号跨出了从“普通列车”迈向“高铁”的一大步，能做到更快、更舒适、更稳妥地运输货物。
亮点六：首次搭载多项空间应用与技术试（实）验载荷
作为往返于天地之间的交通工具，对比神舟系列飞船的“载人”特点，天舟系列货运飞船的主要功能是“运货”。而作为运货的“太空快递员”，“天舟一号在满足运输货物需求的同时，还最大限度地发挥了平台效能。”徐小平说，天舟一号随船搭载了几十台载荷设备，在轨开展十余项载荷试（实）验，实现“一次飞行、多方受益”。
亮点七：首次实施主动离轨受控陨落
“天舟一号将在飞行任务结束后，经由地面飞控工作人员决策，实施主动离轨，坠落于南太平洋指定海域。”徐小平说，相较于一般卫星在使命完成后，随着推进剂的消耗殆尽而缓慢降轨，最终在大气层烧毁的结束方式，天舟一号首次采用主动离轨方式落到预定海域，既避免自身成为太空垃圾、避开离轨过程中的不可控因素，又能为打造洁净、安全的太空环境作出自己的贡献。
[新华网]
对话崔晓峰：天舟一号与以往飞船相比有两大不同
新华网北京4月20日电（韩家慧）我国自主研制的首个货运飞船天舟一号货运飞船20日晚在海南文昌成功发射。天舟一号成功发射有何意义，与以前飞行任务相比有哪些困难和挑战，对此记者采访了北京航天飞行控制中心总工程师助理崔晓峰。
从第一次载人航天到天舟一号货运飞船，崔晓峰参与了我国所有载人航天飞行任务。崔晓峰对记者表示，此次天舟一号与以往飞行任务相比有两大不同。
其一，使命任务不同。货运飞船要完成的使命是天地之间的货物运输。在空间站运行期间，天地之间的货物运输必不可少的，只有这样才能解决空间站长期运行的货物补给。这次试验就是要解决这一问题，实现这一技术手段。
其二，试验重点不同。这次飞行过程中还要进行以前没有过的飞行试验，最主要的是在轨推进剂补加试验，在轨推进剂补加技术是保证空间站在天上长期运行必不可少的技术手段。同时，这次飞行任务将实现快速交会对接试验，试验成功后天地之间往返的时间将大大缩短，宇航员从地面进入空间站时间将从几天缩短到几小时，这也将大大提高航天员的舒适程度。
这次飞行任务也面临一些困难和挑战。崔晓峰称，天舟一号货运飞船比以前的飞船更大更重，要完成天地之间货物运输的使命，对它的控制精度要求更高。为了天舟一号和天宫二号在各种条件下实现交会对接，地面要设计规划各种条件下的对接控制策略，在不同发射窗口，初始条件不同，对接控制也不同。飞行控制中心要适应各种情况，提前准备各种方案，完成控制过程。
[新华网]
综述：天舟一号跻身全球货运飞船风云榜
新华社北京４月２０日电 综述：天舟一号跻身全球货运飞船风云榜
新华社记者冯玉婧
中国自主研制的首个货运飞船天舟一号２０日在中国文昌航天发射场成功发射，这意味着中国向２０２２年前后建成空间站的目标又迈进了一大步，承载着为中国航天“加油”使命的天舟一号由此跻身全球货运飞船的风云榜。美国航天专家认为，与世界各国现役货运飞船对比，天舟一号的“太空加油”能力尤其令人印象深刻。
全球货运飞船有哪些
今年年初国际空间站迎来了两批“快递”：一个是美国太空探索技术公司的“龙”货运飞船送来的科学实验设备和补给，该飞船全长约６米，最大直径约３．６米，最多可运送约６吨的各种货物；另一个是俄罗斯“进步ＭＳ－０５”货运飞船为站内宇航员送来的物资，它全长约７米，最大直径２．７米，最多可运送约２．６吨各种货物。
此外，世界上现役的主要货运飞船还有欧洲自动货运飞船，全长约１０米，最大直径约４．５米，运货能力可达７吨；大小相似的日本“鹤”货运飞船，可运送约６吨的货物与燃料；最多可携带２．７吨货物的美国“天鹅座”货运飞船。
由中国空间技术研究院研制的货运飞船则采用两舱构型，由货物舱和推进舱组成，总长１０．６米，舱体最大直径３．３５米，物资上行能力约６吨，起飞重量约１３吨，是我国迄今所发射过最大、最重的航天器。与其他货运飞船对比，天舟一号在功能、性能以及运载能力上都处于国际先进水平。
美国行星学会太空专家贾森·戴维斯介绍说，俄罗斯的“进步”飞船无法给国际空间站自动加油，只有在空间站上工作人员的协助下才能“加油”；美国的“天鹅座”飞船和“龙”飞船都不具备“加油”能力。相比之下，“天舟一号令人印象深刻，因为它‘加油’过程完全由地面控制，”他说。
天舟一号只是开始
天舟一号发射入轨后将与在轨运行的天宫二号实验室先后进行３次自主快速交会对接、３次推进剂在轨补加，还搭载了非牛顿引力实验等１０余项应用载荷，将在轨开展空间科学及技术实（试）验。
其间，天舟一号与天宫二号组合体在轨飞行约２个月，天舟一号独立飞行约３个月。完成既定任务后，天舟一号将受控离轨，陨落至预定安全海域；天宫二号留轨继续开展拓展试验和应用。
这次任务是我国天舟货运飞船和长征七号运载火箭组成的空间站货物运输系统的首次飞行试验。
而此次飞行试验任务的最大亮点，要数天舟一号与天宫二号交会对接后完成推进剂补给，即所谓的“太空加油”。这是世界范围内的难题，目前也仅有俄罗斯和美国等航天强国有类似的工程应用。
但天舟一号只是个开始。据专家介绍，天舟货运飞船采用型谱化方案，设计了全密封货物舱、半密封货物舱、全开放货物舱和推进舱四个模块，形成全密封、半密封和全开放货运飞船３种型谱，未来能满足空间站不同货物运输需求。
按计划，中国未来将用长征五号大推力运载火箭发射空间站核心舱。到２０２０年，将建成由核心舱、实验舱、节点舱、载人飞船和货运飞船组成的总重８０吨的空间站。中国航天科技集团董事长雷凡培曾表示，到２０２４年国际空间站退役时，中国可能成为全球唯一拥有空间站的国家。
[新华网]