據(jù)中國載人航天工程辦公室消息,天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船已于北京時(shí)間3月31日傍晚18時(shí)40分受控再入大氣層。
再入大氣層的過程中,飛船絕大部分器件被燒蝕銷毀,少量殘骸落入南太平洋預(yù)定安全海域。今年是中國載人航天工程立項(xiàng)實(shí)施30周年,也是空間站建造之年。目前,工程全線正全力開展神舟十三號(hào)返回和空間站建造階段飛行任務(wù)各項(xiàng)準(zhǔn)備。
就在4天之前,也就是北京時(shí)間的3月27日15時(shí)59分,天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船完成了空間站組合體階段的全部既定任務(wù),順利撤離中國空間站。
隨著天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船實(shí)施受控離軌,完成再入大氣層任務(wù)。我國空間站技術(shù)驗(yàn)證階段的首艘貨運(yùn)飛船——天舟二號(hào)圓滿完成使命。天舟二號(hào)在10個(gè)月的時(shí)間里都做了什么?接下來我們就通過5個(gè)問題來為您解答。
首先是第一個(gè)問題:天舟二號(hào)再入大氣層的落區(qū)在哪里?會(huì)不會(huì)對落區(qū)造成影響?
關(guān)于落區(qū),根據(jù)中國載人航天工程辦公室的消息,在再入大氣層的過程中,飛船絕大部分器件被燒蝕銷毀,少量殘骸落入南太平洋預(yù)定安全海域。那么,這部分殘骸會(huì)不會(huì)對預(yù)定海域造成影響?
天舟二號(hào)與空間站核心艙脫離后,首先要對它的平臺(tái)狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)。完成確認(rèn)之后,通過兩次的制動(dòng)減速,讓貨運(yùn)飛船從一個(gè)圓形軌道逐漸衰減成一個(gè)橢圓軌道。
說了半天,再入大氣層的天舟二號(hào)到底長什么樣子?它的長度是10.6米,在太陽能帆板全部展開之后,它的寬度可以達(dá)到14.9米。貨運(yùn)飛船分成兩個(gè)部分,前半部分是它的貨物艙,直徑3.35米,后半部分是它的推進(jìn)艙,直徑是2.8米。
天舟二號(hào)重約13.5噸,其中載貨量達(dá)到了6.8噸,是目前世界上運(yùn)貨能力最強(qiáng)的貨運(yùn)飛船。
在天舟二號(hào)貨物清單里,既包含航天員生存消耗的物品,也涵蓋做實(shí)驗(yàn)的一些硬件設(shè)備,在它40立方米的貨物艙里共有40個(gè)貨格。
天舟二號(hào)一共有36臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),為它提供了強(qiáng)勁的動(dòng)力,它的推進(jìn)艙里一共有8個(gè)貯箱,里面裝了3噸的燃料,其中1噸是滿足天舟飛船自身需要,還有大約2噸是要補(bǔ)加給天和核心艙。
在我國空間站建造階段,只有載人飛船需要返回地球,將航天員安全送回家。其他航天器在完成相應(yīng)使命后,都會(huì)選擇再入大氣層進(jìn)行銷毀。而貨運(yùn)飛船還有一個(gè)重要的任務(wù)就是將航天員產(chǎn)生的一些生活垃圾帶離空間站。
天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船是我國目前在軌時(shí)間最長的貨運(yùn)飛船,也是我國空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段非常重要的組成部分。
從去年5月29日發(fā)射升空,到3月31日再入大氣層燒蝕解體,完成使命,天舟二號(hào)在10個(gè)月的時(shí)間里,完成了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證。
2021年5月29日晚,天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船發(fā)射升空,它發(fā)射升空后的第一件事就是和天和核心艙交會(huì)對接,這就驗(yàn)證了一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)——自主快速交會(huì)對接。
以往飛船從發(fā)射到具備交會(huì)對接條件需要大約2天的時(shí)間,在這期間飛船首先要把軌道、姿態(tài)等數(shù)據(jù)傳到地面,通過地面進(jìn)行計(jì)算之后再把指令發(fā)送給飛船,占用了大量的時(shí)間和精力,而天舟二號(hào)從發(fā)射升空到完成整個(gè)交會(huì)對接的速度非??欤麄€(gè)過程歷時(shí)僅8個(gè)多小時(shí),無需地面干預(yù),就像無人駕駛汽車一樣。
天舟二號(hào)驗(yàn)證自主快速交會(huì)對接技術(shù)后,后續(xù)我國發(fā)射的貨運(yùn)飛船和載人飛船都具備了這項(xiàng)能力,不僅縮短了航天員在飛船狹小空間中滯留的時(shí)間,同時(shí)也可以保證一些對時(shí)間要求比較嚴(yán)苛的貨物盡快送達(dá)空間站,中國載人航天自此邁入了“高速”時(shí)代。
天舟二號(hào)不僅帶我們進(jìn)入了載人航天的“高速”時(shí)代,還是首艘執(zhí)行應(yīng)用飛行的貨運(yùn)飛船,它不僅攜帶了三名航天員在軌駐留三個(gè)月所需的食物和水等消耗品、兩套艙外航天服等共計(jì)4.8噸貨物,還攜帶了用于補(bǔ)加給天和核心艙的大約2噸的推進(jìn)劑。
天舟二號(hào)發(fā)射后,很快神舟十二號(hào)載人飛船就帶著三名航天員來到了空間站,核心艙、貨運(yùn)飛船與載人飛船首次形成了三艙組合體。
6月17日,神舟十二號(hào)載人飛船成功發(fā)射,得益于自主快速交會(huì)對接技術(shù),神舟飛船發(fā)射后約6.5小時(shí)便成功與核心艙對接,至此,中國空間站首次形成了三艙結(jié)構(gòu)組合體。
在組合體運(yùn)行期間,天舟二號(hào)為核心艙進(jìn)行了推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加,并完成了以控制并網(wǎng)、雙向供電并網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)代傳等技術(shù)的驗(yàn)證——核心艙可以直接控制天舟二號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī),核心艙和天舟二號(hào)可以雙向供電,天舟二號(hào)可以代替核心艙發(fā)送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),為后續(xù)空間站形成“T”字形組合體長期在軌運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在神舟十二號(hào)完成了三個(gè)月的在軌駐留任務(wù)返回地球后,天舟二號(hào)開始了它的第三項(xiàng)任務(wù)。它從核心艙的后端對接口通過全自動(dòng)繞飛技術(shù),轉(zhuǎn)移到了核心艙的前向?qū)涌?,這一任務(wù)同時(shí)驗(yàn)證了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
2021年9月18日,在神舟十二號(hào)返回地球的第二天,天舟二號(hào)從核心艙后向端口撤離,從核心艙的下方向前方進(jìn)行繞飛,在太空中轉(zhuǎn)體180度,完成了一個(gè)“調(diào)頭”動(dòng)作,繞到核心艙前再次向核心艙對接。從撤離到再次對接歷時(shí)約4小時(shí),整個(gè)過程都是由天舟二號(hào)自主完成的,為未來空間站艙段的靈活調(diào)度奠定了基礎(chǔ)。
天舟二號(hào)轉(zhuǎn)移位置后,從核心艙的前向?qū)涌趯诵呐撨M(jìn)行了推進(jìn)劑的補(bǔ)加,進(jìn)一步檢驗(yàn)了空間站推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加的能力。除此之外,天舟二號(hào)對接前向?qū)涌?,還更好地保證了核心艙在與后續(xù)發(fā)射的神舟十三號(hào)對接時(shí)的穩(wěn)定性,提高了交會(huì)對接成功率。
除了自己干,天舟二號(hào)還要配合別人干。在神舟十三號(hào)航天員乘組在軌期間,天舟二號(hào)還配合機(jī)械臂和航天員,完成了機(jī)械臂轉(zhuǎn)位貨運(yùn)飛船、手控遙操作等技術(shù)的驗(yàn)證。
2022年1月6日6時(shí)59分,空間站機(jī)械臂成功完成轉(zhuǎn)位貨運(yùn)飛船試驗(yàn)。轉(zhuǎn)位試驗(yàn)中,核心艙、機(jī)械臂、貨運(yùn)飛船互相配合,姿態(tài)不斷發(fā)生變化,猶如太空中的變形金剛。這是我國首次利用空間站機(jī)械臂操作大型在軌飛行器進(jìn)行轉(zhuǎn)位試驗(yàn),為后續(xù)空間站在軌組裝建造積累了經(jīng)驗(yàn)。
2022年1月8日7時(shí)55分,神舟十三號(hào)航天員乘組在地面科技人員的密切協(xié)同下,在空間站核心艙內(nèi)采取手控遙操作方式,完成了天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船與空間站組合體交會(huì)對接試驗(yàn)。手控遙操作對于空間站的建造非常重要,是無人來訪飛行器與空間站自動(dòng)交會(huì)對接的備份手段。
天舟二號(hào)在軌運(yùn)行305天,完成了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)在軌驗(yàn)證。每一項(xiàng)技術(shù)驗(yàn)證的成功,都為空間站未來的正常運(yùn)營奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
楊勝告訴記者,天舟二號(hào)在軌表現(xiàn)可以用三個(gè)詞來總結(jié),就是完美、省心、低調(diào)。
天舟二號(hào)已經(jīng)再入大氣層,完成了自己的使命。目前,在軌執(zhí)行任務(wù)的貨運(yùn)飛船只有天舟三號(hào),那么,天舟三號(hào)目前正在干什么?隨著空間站的建造,未來貨運(yùn)飛船又會(huì)有什么改變?
目前,天舟三號(hào)作為在軌執(zhí)行任務(wù)的唯一貨運(yùn)飛船,不僅需要承擔(dān)天舟二號(hào)的職責(zé),還需要做好準(zhǔn)備迎接天舟四號(hào)的到來。
航天科技集團(tuán)五院天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船系統(tǒng)總體主任設(shè)計(jì)師 楊勝:天舟三號(hào)現(xiàn)在主要任務(wù)是作為空間站的一個(gè)儲(chǔ)藏室,在神舟十三號(hào)返回之后,它也要繞飛到核心艙前向,給天舟四號(hào)騰出對接口。
今年年底,空間站將完成建造,與兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙組成“T”字形構(gòu)型,進(jìn)入運(yùn)營階段。貨運(yùn)飛船作為天地間的貨運(yùn)使者,將按照計(jì)劃完成一年兩次的發(fā)射任務(wù),每艘飛船需要在軌???個(gè)月,來支持空間站的正常運(yùn)營。同時(shí),貨運(yùn)飛船還會(huì)兼具試驗(yàn)任務(wù),根據(jù)不同的試驗(yàn)需求,攜帶相應(yīng)的科學(xué)載荷。
航天科技集團(tuán)五院天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船系統(tǒng)總體主任設(shè)計(jì)師 楊勝:后續(xù)的貨運(yùn)船實(shí)驗(yàn)載荷的占比會(huì)越來越高,在運(yùn)貨的內(nèi)容和種類上可能有所調(diào)整。除了承擔(dān)貨物運(yùn)輸這種任務(wù),在設(shè)計(jì)的時(shí)候也是具備一定的載荷搭載能力,可以開展相應(yīng)的一些科學(xué)應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞: 再入大氣層 載人飛船 關(guān)鍵技術(shù)
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