錢(qián)航 張露文

長(zhǎng)征七號(hào)：空間站的“火箭專(zhuān)列”

從2017年4月20日，長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭成功發(fā)射天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船以來(lái)，這是兩位“老搭檔”的第7次合作。

名字有深意?

中國(guó)人用“長(zhǎng)征”來(lái)命名自己研制的火箭型號(hào)，既有紀(jì)念長(zhǎng)征這場(chǎng)偉大戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移之意，也是中國(guó)航天人時(shí)刻自我警醒：在星辰大海的征途上，探索永無(wú)止境。

穩(wěn)

作為我國(guó)新一代高可靠性、高安全性、無(wú)毒、無(wú)污染的中型運(yùn)載火箭，長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭在研制過(guò)程中，是按照載人火箭的可靠性標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，它最大的特色就在于“穩(wěn)”。

一般衛(wèi)星發(fā)射入軌后，若位置略有偏差，可以慢慢調(diào)整，但是天舟貨運(yùn)飛船要與高速運(yùn)行（7.8公里/秒）的空間站對(duì)接，這對(duì)其入軌精度和可靠性是雙重考驗(yàn)。為此，長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭通過(guò)迭代制導(dǎo)控制，二子級(jí)火箭能根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)修正航向，將天舟貨運(yùn)飛船送到設(shè)定位置。

載荷大

長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭是為搭載天舟貨運(yùn)飛船，滿足給中國(guó)空間站“送貨”的需求，量身研制的新一代中型運(yùn)載火箭，其近地軌道運(yùn)載能力達(dá)14噸，被人們親切地稱(chēng)為空間站的“火箭專(zhuān)列”。

長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭正開(kāi)展5.2米整流罩的研制工作，將提高載荷適應(yīng)范圍，充分發(fā)揮火箭能力。未來(lái)，長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭將繼續(xù)執(zhí)行空間站貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù)，以每年1～2次的發(fā)射頻率為中國(guó)空間站正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供物資保障。

知識(shí)拓展

為什么選在海南文昌發(fā)射？

海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)，是繼甘肅酒泉、山西太原、四川西昌航天發(fā)射場(chǎng)之后，我國(guó)的第4個(gè)航天發(fā)射場(chǎng)，也是我國(guó)首個(gè)低緯度濱海發(fā)射基地。那么，文昌航天發(fā)射場(chǎng)有哪些優(yōu)勢(shì)呢？

地處低緯度 節(jié)約能耗

發(fā)射場(chǎng)離赤道越近、緯度越低，發(fā)射時(shí)越可以利用慣性產(chǎn)生的離心現(xiàn)象，降低發(fā)射所需的能耗，使用同樣的燃料可以達(dá)到的速度也更快。

靠近海邊 更安全

一些發(fā)射場(chǎng)在發(fā)射火箭時(shí)，要臨時(shí)遷移大批居民，以防止第一級(jí)火箭墜落時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裨斐蓚?。文昌航天發(fā)射場(chǎng)靠近海邊，火箭發(fā)射后第一級(jí)火箭墜落于南海，不僅可以避免上述問(wèn)題，還能提高殘骸墜落的安全性。

火箭運(yùn)輸更便利

公路和鐵路運(yùn)輸大型火箭難度大，文昌航天發(fā)射場(chǎng)有風(fēng)景優(yōu)美的海岸線和優(yōu)良港口，火箭可以“乘船”從天津整體運(yùn)輸至文昌清瀾港。

海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)主要承擔(dān)地球同步軌道衛(wèi)星、大噸位空間站、貨運(yùn)飛船、探月工程三期、大質(zhì)量極軌衛(wèi)星以及對(duì)外發(fā)射服務(wù)

天舟七號(hào)“開(kāi)箱”

天舟七號(hào)是個(gè)攜帶了約5.6噸物資的大家伙，也是世界現(xiàn)役貨物運(yùn)輸能力最大、貨運(yùn)效率最高、在軌支持能力最全的貨運(yùn)飛船。

那么，天舟七號(hào)里面到底都裝了些什么？

? 天舟七號(hào)上的貨物

實(shí)驗(yàn)裝置

空間應(yīng)用系統(tǒng)在本次任務(wù)中共計(jì)上行產(chǎn)品61件，它們將被轉(zhuǎn)運(yùn)至空間站實(shí)驗(yàn)設(shè)施內(nèi)，開(kāi)展空間生命科學(xué)、空間材料科學(xué)、微重力流體物理研究與燃燒科學(xué)等共計(jì)33項(xiàng)科學(xué)實(shí)（試）驗(yàn)。

春節(jié)大禮包

神舟十七號(hào)乘組在“太空家園”度過(guò)龍年春節(jié)時(shí)，天舟七號(hào)給他們送去了年夜飯——餃子、桂花芝士年糕、八寶飯，還有寓意“十全十美”的八珍雞、老湯牛肉等十大菜肴。

? 神舟十七號(hào)乘組享用年夜飯并拜年

航天員長(zhǎng)期在軌飛行，新鮮水果是最受他們歡迎的食物，得益于天舟七號(hào)裝載能力的大幅提升，這次還運(yùn)送了將近90千克新鮮水果。

天舟七號(hào)里藏著的“小心機(jī)”

在空間站建造階段初期，供電插座一旦發(fā)生熔斷器熔斷，只能整機(jī)更換，由航天員將供電插座帶回地面并返廠維修。這種維修方式成本高、周期長(zhǎng)，隨著空間站內(nèi)空間科學(xué)實(shí)（試）驗(yàn)逐步增加，已不能適應(yīng)載人航天的新需求。而天舟七號(hào)攜帶上天的新型供電插座，具備可在軌獨(dú)立更換熔斷器的功能。航天員在軌維修時(shí)，就像擰螺絲釘一樣簡(jiǎn)便。

交會(huì)對(duì)接快

天舟七號(hào)入軌后，對(duì)接于中國(guó)空間站核心艙后向端口，形成組合體。與常規(guī)6.5小時(shí)完成交會(huì)對(duì)接相比，天舟七號(hào)采用了3小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接方案，將“快遞”提升為“速運(yùn)”。

不必走走停停

在近距離導(dǎo)引段，縮短了近距離飛行流程，減少了走走停停，時(shí)長(zhǎng)縮短了約2小時(shí)。

快速交會(huì)對(duì)接優(yōu)勢(shì)多

3小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接方案，可以減少航天員的飛行壓力，減少對(duì)電池燃料等的需要，提升了任務(wù)整體應(yīng)對(duì)故障的能力。

相對(duì)位置的調(diào)整快

得益于技術(shù)逐步成熟，技術(shù)人員可以在更短的時(shí)間內(nèi)完成飛船和空間站相對(duì)位置調(diào)整。因此，通過(guò)調(diào)整飛船的飛行軌跡，使天舟七號(hào)與空間站的遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段縮短了一個(gè)圈次，時(shí)長(zhǎng)相應(yīng)縮減了1.5小時(shí)。

未來(lái)，我國(guó)將發(fā)射與空間站共軌飛行的巡天空間望遠(yuǎn)鏡，開(kāi)展廣域巡天觀測(cè)；還將適時(shí)發(fā)射擴(kuò)展艙段，將中國(guó)空間站基本構(gòu)型由“T”字型升級(jí)為“十”字型，擴(kuò)展艙段包括多個(gè)領(lǐng)域的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜和艙外實(shí)驗(yàn)裝置；同時(shí)，也將升級(jí)航天員在軌防護(hù)、鍛煉、飲食、衛(wèi)生等設(shè)施設(shè)備……讓我們一起期待“太空家園”更多好消息吧！

知識(shí)拓展

天舟貨運(yùn)飛船 飛行頻次降低了

以往每個(gè)飛行乘組出發(fā)前，都會(huì)先發(fā)射一艘貨運(yùn)飛船，為即將啟程的航天員乘組備好物資。而天舟七號(hào)將為在軌的神舟十七號(hào)和后續(xù)的神舟十八號(hào)兩個(gè)乘組運(yùn)送補(bǔ)給物資。今后，天舟貨運(yùn)飛船的發(fā)射頻次也將調(diào)整為兩年三發(fā)，這是為什么呢？

物資很充足

據(jù)介紹，現(xiàn)在空間站物資很充足，不僅可以支持正常的航天員駐留、平臺(tái)的維護(hù)升級(jí)以及在軌大規(guī)模實(shí)驗(yàn)任務(wù)開(kāi)展，還可以在緊急情況下額外支持航天員駐留3個(gè)月。

貨運(yùn)飛船“升級(jí)”

發(fā)射頻次的降低，得益于天舟貨運(yùn)飛船裝載量的提升——從原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)型貨運(yùn)飛船升級(jí)為改進(jìn)型的貨運(yùn)飛船，其裝載的空間和裝載的質(zhì)量都提升了20%以上，一次運(yùn)的貨物的數(shù)量比之前要多。

可精準(zhǔn)補(bǔ)貨

我國(guó)載人航天工程已經(jīng)建立了天地聯(lián)動(dòng)的物資信息系統(tǒng)，研發(fā)了物資設(shè)計(jì)壽命和設(shè)計(jì)使用模型。隨著數(shù)據(jù)的累積，模型越來(lái)越精確，可對(duì)后續(xù)需求進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)估，做到了精準(zhǔn)補(bǔ)貨——缺什么就補(bǔ)什么，不少帶同時(shí)也不多帶。

空間站可“自給自足”

中國(guó)空間站的再生生保系統(tǒng)完全正常在軌運(yùn)行；在軌的氧氣的再生，可以達(dá)到100%；水的再生達(dá)到95%，這種補(bǔ)給效率就可以大大降低上行載荷的質(zhì)量。

（責(zé)任編輯 / 高琳? 美術(shù)編輯 / 周游）