我國首艘貨運飛船天舟一號在海南發射升空

▲圖:十號的大橙子

2017年4月20日晚19點41分,我國首艘貨運飛船天舟一號在海南文昌衛星發射中心由中國新一代中型液體運載火箭長征七號遙二火箭發射升空。天舟一號貨運飛船是我國未來載人空間站工程中的一個不可或缺的組成部分,它的主要任務是定期為在空間站中長期工作生活的航天員運送物資,以及為空間站補加推進劑,實現太空“加油”,并將空間站中的廢棄物帶回大氣層燒毀。

▲天舟一號。圖:高劍

天舟一號貨運飛船總長10.6米,艙體最寬處直徑達3.35米,裝滿“貨物”后,天舟一號總重將達13.5噸,是我國迄今為止體積最大、重量最重的航天器。天舟一號在外形上與天宮一號空間實驗室相似,都是由體積較大的貨物艙和體積較小的推進艙組成,其中,貨物艙用于裝載航天員的日常生活物資、新的科學試驗儀器以及用于維修空間站的零部件,推進艙則為貨運飛船自身提供動力能源、并裝載用于補加空間站的推進劑。

▲天舟一號。圖:高劍

相較于國際上的現役貨運飛船,天舟一號雖然起步較晚,但是發展的滯后并沒有造成技術上的差距,天舟一號在研發階段就立意高遠,問世伊始就已躋身于國際先進貨運飛船的行列。以公開數據為準,俄羅斯的進步號貨運飛船運載能力為2.6噸,美國太空探索技術公司的“龍”飛船運載能力為6噸,日本的HTV貨運飛船運載能力為6噸,歐洲自動轉移飛行器的運載能力為7.6噸,而中國的“天舟一號”運載能力為6.5噸,單就運載能力而言,“天舟一號”貨運飛船已位列世界第二,但與歐洲自動轉移飛行器約20噸的總重相比, “天舟一號”貨運飛船的總重為13.5噸,因此, “天舟一號”具有更高的載貨性價比。

此外,“天舟一號”貨運飛船還延續了中國工科技術人員一貫經濟、實用的作風,破天荒的具備了獨立飛行3個月的能力,這種“去一趟也不容易,能做就多做一點”的構思使得“天舟一號” 在“送快遞”之余,還可以長時間的作為航天員的臨時儲貨倉庫,以及作為空間科學試驗平臺在軌開展空間科學試驗(實驗),堪稱是把物盡其用的工科風格發揮到了極致。

▲長征7號火箭。攝影:史家民

而除了“中國首艘貨運飛船”、“中國迄今為止最大最重的航天器”這樣天生的光環,此次天舟一號貨運飛船最大的一個亮點,便是在與天宮二號空間實驗室完成交會對接后,開展的推進劑在軌補加技術驗證,即實現所謂的“太空加油”。

通常而言,大型航天器在太空中運行,壽命最多會維持十余年,對于動輒重達百噸級的空間站而言,要想實現長期在軌運行,僅靠自身攜帶的燃料是遠遠不夠的,因此,突破和掌握推進劑在軌補加技術就顯得至關重要了。

目前,在軌飛行器補加技術只有少數幾個國家有能力掌握,在天舟一號之前,真正稱得上完全掌握了在軌推進劑補加技術的國家只有俄羅斯和美國,因為國際空間站這一項任務主要由俄羅斯完成,所以真正實現在軌加注推進劑應用的只有俄羅斯,美國雖然開展了相關實驗,但沒有建成實用性系統。歐洲空間局、加拿大、日本等均在此方面進行著積極的研究探索,國際上在該領域的競爭從未停歇。

此次天舟一號貨運飛船將要完成的首次“太空加油”,將成功將突破國外對于這項技術的封鎖,大幅提升未來中國載人空間站的使用壽命,為我國的空間站建設工程補足最后一塊技術短板。

而就在十年之前,掌握了這項技術的航天強國曾向中國提出一個苛刻到近乎于宰割的條件,以換取雙方在該領域的技術合作,深感屈辱的中國航天人當即予以回絕,傲慢的外國專家隨即表示,“補加技術你們中國人一定搞不出來!你們的飛船上必須配套我們的系統”。

而今天,中國人自己具有“太空加油”能力的貨運飛船已成功升空,過去的那些冷眼與嘲諷現在反而像是這場壯舉的裝飾與點綴,而更讓人感到欣慰的是,書寫這一壯舉的卻是中國航天隊伍中一支平均年齡只有32歲的年輕團隊......