龍年年貨已送達！天舟七號如何實現(xiàn)3小時速運？

來源：中國載人航天

2024年1月17日22時27分，搭載天舟七號貨運飛船的長征七號遙八運載火箭騰空九霄、進入太空，約3小時后與“天宮”順利交會對接，2024年中國載人航天的首次發(fā)射任務取得圓滿成功。

天舟七號貨運飛船發(fā)射成功

天舟七號作為我國載人航天工程進入空間站應用與發(fā)展階段后的第4次發(fā)射任務，既承擔著運送物資的重任，又肩負著技術優(yōu)化改進的使命。此次發(fā)射，天舟七號給空間站送去了哪些貨物，它又是如何將“快遞”提升為“速運”的呢？

PART.01運貨5.6噸 為航天員送上年貨

天舟七號為改進型全密封貨運飛船，是世界現(xiàn)役貨物運輸能力最大、貨運效率最高、在軌支持能力最全的貨運飛船。此次運送的物資總重約5.6噸，貨物數(shù)量多達260余件，攜帶了航天員系統(tǒng)、空間站系統(tǒng)、應用任務領域、貨運飛船系統(tǒng)和工程總體貨物，主要可以分為三大類，分別為航天員的生活物資，水、氣等消耗類物資，以及科學實驗類物資等，裝載貨物種類繁多且大型貨物多。

天舟七號貨運飛船攜帶的貨包

本次，天舟七號貨運飛船為航天員乘組運送了2.4噸的生活物資，重量超過貨物總重的四成，能夠同時保障神舟十七號、十八號兩個航天員乘組的食用需求。其中包含為神舟十七號乘組準備的龍年春節(jié)大禮包，為航天員營造一個祥和快樂的春節(jié)氛圍。此外，約90公斤的新鮮果蔬大禮包也隨著天舟七號一同到達空間站，地面人員還對包裝設計進行了優(yōu)化，果蔬儲存時間更長、更新鮮。

天舟七號貨運飛船攜帶的新鮮水果

PART.02上行空間應用系統(tǒng)物資 支持空間站持續(xù)滾動開展空間實驗

此次天舟七號貨運飛船為空間站在軌實驗提供實驗載荷、實驗單元及樣品、實驗耗材、備品備件等上行物資，支持持續(xù)滾動開展空間實驗。本次任務上行16個標準貨包、1套細胞上行生保支持裝置、1套4℃上行微流控芯片，共計上行產(chǎn)品61件，總重約473千克。其中，試驗載荷定制貨包等大型貨物，每件貨物重量在100千克以上，將應用于空間站在軌運營、空間在軌科學試驗。

神舟十七號航天員乘組開展在軌工作（資料圖）

本次任務空間應用系統(tǒng)物資上行后將轉(zhuǎn)運至空間站實驗設施內(nèi)開展空間生命科學、空間材料科學、微重力流體物理與燃燒科學等共計33項科學實驗，承研單位涉及10個研究所、8所大學，其中2項細胞類生物實驗項目，在發(fā)射場臨射安裝，其他均為貨包形式裝載上行。這些科學載荷對后續(xù)空間探測具有重要意義。

神舟十七號航天員乘組整理空間站內(nèi)各類物資貨包（資料圖）

PART.03交會對接時長實現(xiàn)大幅縮減 未來或?qū)p輕航天員飛行壓力

天舟七號貨運飛船入軌后，采用3小時快速交會對接方案，對接于空間站核心艙后向端口，形成組合體。

天舟七號貨運飛船與空間站組合體交會對接

相比常規(guī)6.5小時快速交會對接，此次3小時快交進一步壓縮了對接時間，將“快遞”提升為“速運”。相比天舟五號2小時快交，此次3小時快交優(yōu)化了設計，是綜合火箭系統(tǒng)、空間站系統(tǒng)的相關要求提出的全新對接方式，靈活度更高，適應范圍更廣，進一步提高了貨運飛船自主交會對接能力，豐富了交會對接模式，進一步推動了我國空間交會對接技術發(fā)展。

那么和6.5小時方案相比，3小時方案是如何實現(xiàn)了超過一半時間的縮減呢？

天舟三號貨運飛船與空間站組合體，完成6.5小時自主快速交會對接

由于技術逐步成熟，技術人員可以在更短的時間內(nèi)完成飛船和空間站相對位置的調(diào)整。因此，通過調(diào)整飛船的飛行軌跡，使天舟貨運飛船與空間站的遠距離導引段縮短了一個圈次，時長相應縮減了1.5小時。

在近距離導引段，由于技術的日趨成熟，減少或壓縮了近距離飛行流程，減少了走走停停，縮短了約2個小時。同時，也正因為飛船飛行軌跡的調(diào)整，使得3小時方案較2小時方案抵御或克服不利條件的能力更強。

天舟五號貨運飛船與空間站組合體，完成兩小時自主快速交會對接

另外，從工程實際來說，3小時方案也有其特別的意義。相較于6.5小時，3小時方案飛行時間短，可以減少航天員的飛行壓力，減少對電池燃料等的需要，提升了任務整體應對故障的能力。相較于2小時，飛行時間稍長，節(jié)奏稍緩，減輕了飛控團隊的壓力等。

天舟七號是“天舟”系列貨運飛船改進型的第二艘，其順利完成3小時交會對接在軌驗證任務，體現(xiàn)著中國智慧中國力量，代表著高水平科技自立自強。天舟七號任務也為2024年更具挑戰(zhàn)的全年任務拉開了序幕，愿在全體航天人的努力下，新的一年中國航天能向著建成航天強國目標再下一城、再立新功！

來源/中國空間技術研究院、中國科學院