我國首個“太空快遞員”即將啟程。據中國載人航天工程辦公室消息,我國自主研制的首艘貨運飛船天舟一號正式進入發射階段,計劃4月20日至24日擇機發射。
在國際上,被稱“太空快遞員”的貨運飛船到底為太空運送些什么?貨品包裝有些什么奧秘?“快遞”到達太空,又是怎么搬到空間站?北京晨報記者獨家專訪了中國航天科技集團五院研究員龐之浩進行詳解。
演變
20世紀70年代 人貨混裝每次運送幾百千克物資
龐之浩介紹說,最初的貨運飛船是從載人飛船演變過來的。蘇聯和美國都是用人貨混裝的載人飛船為空間站提供少量補給,每艘載人飛船1次只能為空間站運去幾百千克的物資,因而大大影響了空間站的運行壽命和站上航天員在軌工作時間。
1978年 去掉座椅等系統每次運送2噸多物資
從1978年蘇聯開始把聯盟號載人飛船改裝成無人貨運飛船,即去掉了聯盟號飛船上的座椅、環境控制與生命保障、返回著陸和應急救生等與載人有關的系統,以便運送更多的貨物。改裝后的貨運飛船稱為進步號,每次飛行可為空間站送去2噸多物資。
當代
減少無關設備 大部分貨運飛船不回收
現在,俄羅斯每年向“國際空間站”發射4艘貨運飛船,它們不僅為“國際空間站”運去貨物,還帶回大量的空間站垃圾,然后在再入大氣層時燒毀。時間走到了當代的太空時代,貨運飛船和載人飛船有著怎樣的區別?龐之浩介紹說,貨運飛船首先要減少與載人無關的儀器儀表設備,但不是全部去掉,從而騰出更大空間裝東西。第二是貨運飛船在安全方面沒有載人要求那么高,所以發射時不會有逃逸塔,沒有故障檢測系統,大部分貨運飛船是不回收的。
貨單
食品、空氣和設備
龐之浩介紹說,“太空快遞員”最大的任務當然是運送貨物,此外,還能夠配合空間站進行姿態控制,軌道控制。貨物運送也不一定都是單程票,貨運飛船還能往回運垃圾,以前是直接扔到艙外去,現在不允許了,都要收集后放入貨運飛船再入大氣層燒毀掉。
給空間站補給推進劑、設備等必備物品
因為空間站長期運行,有的設備損壞需要換了,有的需要升級,使得空間站可以長期飛行。
給空間站的航天員補給生活用品保障物資
如食品、空氣、水、航天員要看的書等。
為空間站運送科研設備
臨時實驗及休息室
貨物搬走后,航天員還可以在貨運飛船這間臨時的房子里開展一些科學技術實驗,甚至可以睡上一覺。
包裝
細軟特配減震裝置
在太空中運送貨物,對貨品的包裝可不是塑料袋、紙殼箱等材料就可以輕松解決的。龐之浩說,貨物艙一般設置有貨架,類似火車上的貨架。由于航天發射的震動、噪聲都比較大,貨品需要綁好,不能到了太空飄起來到處亂飛。有些是細軟,實驗設備很精細的話,需要特殊包裝,尤其是減震包裝,不能在發射過程中損壞。不同貨物有不同的固定方式。
搬運
航天員飄著接快遞
貨品運送到了太空,貨運飛船這位太空“搬運工”還不能算大功告成,還需要航天員親自動手將貨品搬回空間站這個太空家園。
“貨物不像在地球那么沉,失重條件下比較輕,視頻中看到‘國際空間站’上的一些國外航天員搬著貨物飛著就走了,看上去還挺輕松,可能反而比地面更容易。”龐之浩說,太空貨物不是一時半會就能搬完的,需要幾天時間。貨運飛船上的貨品擺放也很有講究,急需的貨物裝在最外面。
儲存
各有各的指定小屋
太空儲存物品也有著大學問。例如,“國際空間站”很大,食品放在哪里,實驗設備放在哪里,都要一清二楚,不然時間長了容易亂成一團。貨艙里的東西很多,在“國際空間站”都是“自己有自己的屋”,搬東西不能搬錯了屋,不然一不小心會把自己的東西送到別人屋里。具體每一艘貨運飛船運送什么物品,“國際空間站”是有分工和協議的,哪個飛船給誰提供、提供什么東西等,一個國家的飛船也可以給其他國家捎帶物品。
發貨準備
系統:發射場、空間站等已待命
昨天7時30分,承載著長征七號遙二運載火箭與天舟一號貨運飛船組合體的活動發射平臺駛出總裝測試廠房,平穩行駛約2.5小時后,垂直轉運至發射區。后續將在發射區開展天舟一號貨運飛船與長征七號遙二運載火箭功能檢查和聯合測試工作,完成最終狀態確認后,火箭加注推進劑,計劃4月20日至24日擇機發射。
據悉,天舟一號貨運飛船與長征七號遙二運載火箭等飛行產品自2月中旬陸續進入發射場后,按照飛行任務測試發射流程,于4月17 日完成了總裝測試等技術區各項工作。
目前,空間應用、海南發射場、測控通信、空間站等系統,已做好執行天舟一號飛行任務的各項準備工作。
活動發射平臺:“鋼鐵巨塔”可擋8級大風
昨天,飛船和火箭組合體已從測試廠房垂直轉運至發射區。承擔這一轉運任務的活動發射平臺是名副其實的“鋼鐵巨塔”。
在轉運任務中,這臺“鋼鐵巨塔”由底部的4個行走裝置來驅動前行,每個行走裝置有4部電機、4個輪組。在32個輪子的帶動下,將火箭由技術區垂直轉運至發射陣地。
活動發射平臺可在8級大風中安穩前進,據長七火箭負責發射支持系統的副總師范虹介紹,“轉運時,若與火箭一起乘坐發射平臺,如果不是周圍的景色變化,人是不太能感覺到移動的。”
除了過程的平穩,最后將火箭送到目標位置也極其重要,因為這直接與火箭發射瞄準精度密切相關。據介紹,長七的活動發射平臺的停靠精度可達正負15毫米。
另外,轉場的路程近3公里,長七火箭需要拐4個彎。相比以往的大型平臺,“彎道行走功能”是長七活動發射平臺的“獨特技藝”。平臺上多了許多轉彎關節設計,獲得了可以適應彎道行走的自由度。另外,轉彎時內外側輪組采用了差速控制,減少了彎道行走的阻力。在轉運軌道的兩側還布置了許多傳感器,發射平臺根據傳感器的提示就可以在遇到彎道時自動適應并觸發啟動“差速控制”。(記者 韓娜)
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