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新版天舟首飞,全球现役运力最大货船新亮相

三体引力波 三体引力波 2023-05-18

今晚天舟六号货运飞船作为新型改进货运飞船首飞太空,既是中国空间站常态化运行后首次太空快递任务,也是中国空间站迎来第11次对接航天器。

●发射速览

●发射前奏

执行天舟六号发射任务的长征七号遥七火箭,发射前一个月,今年4月13日,从天津港海运抵达清澜港后转至文昌航天发射场505厂房,之后和先期已运抵的天舟六号货运飞船一起开展发射场区箭船总装及测试工作。

5月5日15:26,与中国空间站对接178天的天舟五号飞船撤离组合体,转入独立飞行阶段,为了给天舟六号腾出对接口(天和核心舱后向端口)。待神舟十五号载人飞船撤离空间站后,天舟五号再行绕飞、对接空间站前向端口。

5月7日,发射前三天,箭船组合体垂直转运至专属发射区LC-201,之后完成发射前综合演练,各系统准备就绪,蓄势待发。

●发射过程

作为天舟系列飞船的专属运载火箭,长征七号运载火箭高53.1米,芯级直径3.35米,起飞重量约590吨,是中国载人航天工程主要用于发射天舟系列飞船的新一代中型运载火箭。采用新型液氧煤油发动机,近地轨道运载能力不低于14吨,700公里太阳同步轨道运力可达5.5吨。

2023年5月10日21:22,长征七号遥七火箭准时起飞,接近3分钟四枚K2型捆绑助推器分离抛弃,几秒后K3型第一级主火箭两台YF-100发动机关闭熄火,随后第一级主火箭分离操作,紧接着一二级间分离操作,随即第二级4台YF-115发动机开始点火,升空3分半多钟,整流罩分离抛弃,升空约9分51秒,第二级发动机关闭熄火,大约发射升空近10分钟,第二级与天舟六号飞船分离,飞船部署至200×340公里,赤道倾角41.48°的初始轨道。之后飞船展开太阳翼,这意味着第7枚长征七号火箭完成发射使命。

●超快速对接

去年11月12日,天舟五号首次采用超快速交会对接模式,从发射入轨到对接空间站全程仅仅用时2小时07分,创造迄今为止全球所有航天器与太空站交会对接最短时间纪录。以往天舟飞船从发射到对接通常需要6至8小时。而此前世界纪录保持者是俄罗斯进步号飞船,最短3小时19分。

天舟六号采用快速交会对接模式,预计6小时后与中国空间站天和核心舱后向端口自动对接。为此,早在5天前,即北京时间5月5日下午15:26,天舟五号飞船从此端口撤离,转入独立飞行状态,就为了给天舟六号腾出对接口。等到6月份神舟十五号载人飞船撤离空间站后,天舟五号再绕飞、对接空间站前向端口。

这次天舟六号交会对接,还是中国空间站开建以来第11次对接航天器(天舟二号、神舟十二号、天舟三号、神舟十三号、天舟四号、神舟十四号、问天实验舱、梦天实验舱、天舟五号、神舟十五号、天舟六号),也是迎来第5艘货运补给飞船。‍‍

●天舟六号飞船

天舟六号作为新款货运飞船的第一艘,今天率先发射升空。

之所以称之为新款货运飞船,是相对于之前5艘飞船(天舟一号——天舟五号)而言,属于新型改进升级款,主要特点:

①货物运力从6.5吨提升到7.4吨,货运能力增加约900公斤,是世界现役上行载货能力最强的货运飞船。

②加压空间从18.1立方米增至22.5立方米,加压空间增加24%。

③发射质量从13.5吨增至14吨,增加500公斤。

④国产化元器件比例和种类都有大幅提升,种类和数量的比例相比原来都提高10%以上。

从原来的两年四发变成两年三发,减少发射频次,为的是节约成本以及提升任务能力。为此,新款天舟货运飞船从天舟六号开始,并行建造6艘,至天舟十一号。

天舟货运飞船目前坐拥两大特点:①全球现役上行运力最大的货运飞船。并且以最小结构重量达到最大装货能力,载货比达0.53,同样是全球货运飞船之冠。②天舟五号以超快速交会对接模式,从发射入轨到对接空间站全程仅仅用时2个多小时,创造迄今为止全球所有航天器与太空站交会对接最短时间纪录。

只有对比度才能鉴别力,来看看天舟货运飞船与全球现役、退役货运飞船多项指标对照▼

●天舟六号太空快递

这次太空快递使命:为正在中国空间站的神舟十五号乘组,以及将要进入空间站的神舟十六号乘组的生活/任务提供物资补给。生活物资主要包括服装、食品、饮用水等。其中包括4种苹果(约50kg重)、2种橙子、沃柑、酥梨等,新鲜水果重量约71公斤。这是天舟五号携带水果重量约两倍。

这次太空快递物资总重约7.4吨,包括1.75吨推进剂,其中约有700公斤需要补加空间站的。毕竟空间站在轨飞行时,有时候需要调整姿态,这就要消耗燃料。天舟六号还搭载了新型激光雷达、连理卫星、超临界流载荷等3个货运飞船实验项目。

天舟六号飞行任务是中国空间站常态化运行以来首次太空任务/货运补给。按照官方说法是中国空间站应用与发展阶段后的首次飞行任务。从此次任务开始,天舟货运飞船将由从一年两艘发射调整至两年三艘。

●接下来的神舟十六号

兵马未动,粮草先行。天舟六号来了,神舟十六号载人飞船也即将出场。现计划将于5月下旬使用长征二号F遥十六火箭从酒泉发射,与正在空间站的神舟十五号乘组完成在轨轮换任务。开始为期6个月的空间站任务。

神舟十六号飞船属于第二批次并行批量生产的6艘飞船首船,具体改进尚未公开。据悉,主要有两方面重大升级:①使用中国国产元器件代替进口元器件,更换核心元器件,提升飞船自主可控能力;②改进返回舱内部传统的苏式仪器面板布局,采用美式龙飞船样式的科技与人性化,让航天员操作更为直观,方便,快捷。 

按照中国空间站「发一备一」安全要求,神舟十六号尽管是新批次首飞船,但作为去年底发射神舟十五号的备份飞船,早已完成准备工作,当时就已进入应急救援待命状态,具备快速发射能力。

至于神舟十六号乘组三名航天员名单尚未公布,通常要到发射前夕才会揭晓。

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