天舟二號貨運飛船。圖片|航天科技集團五院
5月29日20時55分,長征七號遙三運載火箭搭載著天舟二號貨運飛船,在位于海南省的文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射。這是空間站貨物運輸系統(tǒng)的第一次應用性飛行。在經(jīng)歷了“推遲發(fā)射”的波折后,中國人終于迎來了這份穩(wěn)穩(wěn)的幸福。
作為空間站工程的重要組成部分,天舟二號貨運飛船由中國航天科技集團有限公司五院抓總研制,主要用于運載航天員的生活物資、做空間實驗用的實驗儀器和載荷,以及空間站長期運行需要的推進劑,因此也被外界親切地稱為太空“快遞小哥”。系統(tǒng)副總設計師黨蓉介紹道,天舟二號貨運飛船是貨運飛船系列的第二艘,本次裝載貨物總質量達6.8噸,超過飛船自重,處于世界領先水平。
為了發(fā)揮更強大的送貨功能,天舟二號采用了兩艙結構的設計。其中,貨物艙設計成全密封艙,里面主要存放生活物資、實驗儀器等。這些物資和儀器分裝成160多個包裹,固定在像蜂巢一樣的貨格里,其中包括兩件下一步航天員要使用的艙外航天服,每件重100多公斤。完成交會對接,形成組合體后,航天員會從天和核心艙進到貨艙來取放貨物,航天活動產(chǎn)生的廢棄物也會存放在此處。
天舟二號還有一個推進艙。推進艙攜帶3噸推進劑,除了滿足空間站運行需要,還為貨運飛船自身提供動力支持。推進艙同時也是一個能源系統(tǒng),完成交會對接后,能源系統(tǒng)可以將多余的電能輸送到核心艙,為耗電較大的科學實驗提供支撐。
黨蓉說,對于貨運飛船而言,難度比較大的是推進劑補加技術,也就是俗稱的“太空加油”技術。這項技術已經(jīng)在天舟一號和空間實驗室階段得到了驗證。在此基礎上,科研團隊對天舟二號又做了一項技術改進,使貨運飛船可以進行整個組合體的姿態(tài)控制和軌道維持。形象地說,就是“大腦”在空間站核心艙里邊,發(fā)動機和使用的推進劑在貨運飛船這邊,貨運飛船更像一個“動力艙”。
“大塊頭”的“大智慧”還體現(xiàn)在,天舟二號貨運飛船和載人飛船一樣,具有快速交會對接能力。天舟二號飛船提前安排好了入軌后的動作時序,能在天上更快速地“隨機應變”,基本可以做到全天候、360度交匯對接。相對之前的天舟一號,天舟二號僅用幾個小時便能完成對接,可以更好地發(fā)揮“快遞”功能。
與其他航天器不太一樣的是,天舟二號貨運飛船在發(fā)射前要進行貨物裝載,這一流程需要在發(fā)射場進行。為了在貨格有限的空間裝載更多貨物,科研團隊設計了標準裝載接口貨包。貨包擁有不同的規(guī)格,不僅可以完美匹配內部承載的貨物,而且可以像搭積木一樣組合放置在貨格內,合理配重,保證裝載高效。為了適應貨運飛船的圓形艙體結構,科研團隊還設計出梯形、楔形等形狀的貨包,對一些敏感光學器件也在包裝上做了特殊保護。
2021年2月,天舟二號貨運飛船運抵文昌航天發(fā)射場,在發(fā)射場進行總裝工作和測試工作??蒲袌F隊連續(xù)奮戰(zhàn)了兩個多月,每天都按飛船發(fā)射排期開展工作,幾乎沒有休息日。“天舟獻百年,一帆濟星海,這是我們的工作主旋律?!秉h蓉表示,“團隊的每一個成員都在全力以赴,只為確保貨運飛船任務圓滿成功?!?/p>
然而,任務遠沒有想象中順利。5月19日,進入發(fā)射流程后的長征七號遙三運載火箭一切正常,但是在負八小時液氧加注后,一個產(chǎn)品參數(shù)的異常,導致原定于5月20日的發(fā)射任務臨時中止,推遲到次日。試驗隊員先后分4撥再次進艙排故,找到了問題。然而,5月20日,異常再次出現(xiàn),發(fā)射也再度推遲。
被追問起當時的情形,火箭設計師王浩蘇沉默了片刻,說:“當時就有一種說不出來的心痛?!焙屯鹾铺K同樣失落的,還有增壓輸送系統(tǒng)的十幾名后方保障人員,他們從19日開始就一直和發(fā)射場同事保持連線,以便在火箭發(fā)射前出現(xiàn)異常情況時,第一時間進行數(shù)據(jù)分析和技術提升。但其實,誰也不希望這種情況真的發(fā)生。
面對壓力,深處后方的研制團隊第一時間成立工作組,由總體設計部牽頭,設計和生產(chǎn)同步配合發(fā)射場的同事尋找故障原因。理論分析工作和驗證試驗同時展開,無論分析人員還是低溫試驗人員都緊張地忙碌著,僅其中一個分系統(tǒng)就有50名人員參與其中。各類驗證試驗持續(xù)了4天時間,大家沒有一句怨言,都憋著一股勁要盡快完成問題定位。
發(fā)射第二次暫緩后,總體設計部再次派出工作人員赴文昌發(fā)射場參與歸零工作,并抽調15名科研人員組成后方保障組,通過遠程判讀系統(tǒng)與前方開展24小時的前后方聯(lián)動工作。據(jù)了解,這支應急保障隊伍中包含長征五號、長征八號等新一代運載火箭的主管設計師。各個型號齊心協(xié)力,有問題一起上,中國航天“大力協(xié)同”的傳統(tǒng)精神也再一次體現(xiàn)得淋漓盡致?!懊刻於加兴奈鍌€會吧,每個人24小時都在單位‘連軸轉?!蓖鹾铺K說。
經(jīng)過沒日沒夜的歸零,長七遙三火箭終于再次踏上征程。星河滾燙,天舟穿梭。當火箭的尾焰劃破寂靜的夜空,天舟二號貨運飛船終于被準確送入預定軌道。
◎ 來源|綜合新華網(wǎng)、環(huán)球網(wǎng)