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天舟五号成功对接空间站组合体

来源:光明日报

11月12日10时03分,搭载天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭,在我国文昌航天发射场准时点火发射。12时10分,天舟五号采取自主快速交会对接模式,成功对接于空间站天和核心舱后向端口。

这是在中国空间站有人驻留情况下进行的首次货运飞船交会对接。神舟十四号航天员乘组在太空迎接“天舟快递”,“天舟快递”也将定期送货,空间站天地货物运输开启常态化运营模式。

两小时对接,创造世界纪录

此次任务中,首次实现了两小时自主快速交会对接,创造了世界纪录。这一技术突破对于提升我国空间交会对接水平,提升空间站任务应急物资补给能力具有重要意义,不仅意味着运输时间大大缩短,使运输特殊鲜活试验品成为可能,且能极大增强太空紧急救援能力。

今年11月3日,梦天实验舱顺利完成转位,中国空间站“T”字基本构型组装完成。此次天舟五号的对接目标,是达到80吨量级的空间站组合体。对接任务的成功,充分证明了货运飞船对接机构对大吨位目标的适应性。

据中国航天科技集团专家介绍,两小时交会对接并不是为天舟五号增加的新功能,之前的天舟也有该功能,因为该模式对飞船飞行状态要求较高,所以之前未曾进行在轨实施。为了进一步提高近距离交会对接过程的可靠性,天舟五号还具备故障情况下手控遥操作交会对接的能力。

运力强劲,物资满满

天舟五号任务是天舟货运飞船与长征七号运载火箭组成的空间站货物运输系统的第4次应用性飞行。

作为空间站的地面后勤补给航天器,天舟货运飞船采用型谱化方案,设计了满足不同货物运输需求的全密封、半密封、全开放3个货物舱模块,与通用推进舱模块组合形成全密封货运飞船、半密封货运飞船和全开放货运飞船3种型谱。其中,天舟五号为全密封货运飞船,是世界现役货物运输能力最大、在轨支持能力最全面的货运飞船。

天舟五号货运飞船装载了神舟十五号3名航天员6个月的在轨驻留消耗品、推进剂、应用实(试)验装置等物资。同时,天舟五号还充分利用货运飞船上行运力资源,搭载了“澳门学生科普卫星一号”、宇航用氢氧燃料电池、空间宽能谱高能粒子探测载荷等试验项目,支持开展空间科学与技术试验,计划开展我国首次燃料电池空间在轨试验,具备承担空间站姿态轨道控制、并网供电以及空间站遥测、数据传输支持等能力,能够实现更高的综合效益。

此外,天舟五号货运飞船还搭载了植物种子,用于开展航天育种实验。种子主要包括水稻、小麦、玉米等主粮作物和少量林木种子。后续,这些种子将通过载人飞船返回地面,经过地面培育后投入市场。

一批空间科学实验载荷和样品随船上行

在天舟五号货运飞船上,由中国科学院牵头负责的空间应用系统随船发往中国空间站一批空间科学实验载荷和样品,包括空间站舱内外科学实验载荷、实验单元及样品、支持类设备、备品备件等应用物资。

据中科院专家介绍,这批随船上行的空间科学实验载荷和样品中,空间冷原子干涉仪将基于天和核心舱高微重力科学实验柜,开展空间冷原子干涉等效原理验证实验。空间冷原子干涉仪是高精度加速度与转动的测量仪器,可服务于高精度重力测量和前沿科学问题探索研究。

变重力沸腾实验装置将基于问天实验舱变重力科学实验柜,开展不同重力条件下池沸腾传热特性与气泡动力学行为研究,揭示重力对沸腾传热特性的影响机制,服务天地不同重力环境热能高效利用。

变重力颗粒振动实验装置,则将基于问天实验舱变重力科学实验柜,开展不同重力条件下从静态松堆积到滑坡流变规律、三维密集颗粒物质中埋置物的运动行为等研究,可为空间不同重力场下颗粒物质操作、地面地质灾害防治和工程建设等应用提供理论指导。

细胞实验单元上行生保支持装置用于支持细胞实验样品上行,将基于问天实验舱生物技术实验柜,开展人骨髓间充质干细胞骨向诱导分化实验及小鼠成肌细胞自噬诱导分化实验。

专家介绍,此次任务上行的舱外材料暴露试验装置将开展微重力和空间辐射环境对有机形状记忆合金、润滑材料、轻质抗辐射金属材料以及月壤水泥等特殊材料的组织结构和性能影响研究。

天舟将在文昌航天发射场常态化发射

人类自古就对茫茫苍穹充满向往,也从未停止过对空间的探索。得益于货运飞船,人类在太空长期驻留成为可能。从“天舟一号”到“天舟五号”,天舟系列连战连胜,为我国空间站建造、航天员工作生活送去了宝贵物资、作出了重要贡献。

“此次任务是文昌航天发射场2022年度收官之战。”西昌卫星发射中心总工程师钟文安介绍,随着空间站“T”字基本构型组装完成,发射场约每半年发射一次“天舟”,“天舟快递”使命必达将形成常态化。

自文昌航天发射场组建以来,我国所有天舟货运飞船都是从这里点火升空,至今已成功发射5艘天舟货运飞船。在一次次任务中,发射场科技人员练就了航天测试发射能力“硬功”,为确保发射任务万无一失、圆满成功打下坚实基础。

近年来,文昌航天发射场年发射能力从年均3~4发提升至6~8发,发射火箭型号从2型拓展到6型,极大缩短了火箭测试发射周期,形成了新一代大推力运载火箭高密度发射能力,实现我国近地轨道运载能力从10吨到25吨、地球同步轨道运载能力从5.5吨到14吨的巨大飞跃,大幅提升了我国进入太空的能力。

(本报记者 章文)

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