我国首个太空＂快递小哥＂今晚上天

天舟一号货运飞船发射升空后，将进入高度约380公里的运行轨道，之后将与在轨运行的天宫二号空间实验室进行自动交会对接。天舟一号将装载超过6吨的物资与设备飞向太空。它的主要任务是为天宫二号“送货”。在这些货物中，除了维持天宫二号运行的各种补给外，还有大量太空实验设备和载荷。

颜值：中国首艘货运飞船长啥样

作为中国自主研制的首艘货运飞船，天舟一号到底长啥样，引发外界关注。

公开报道显示，天舟一号采用两舱构型，由货物舱和推进舱组成，全长10.6米，舱体最大直径3.35米，整船最大装载状态下重量达13.5吨，个头比天宫二号和神舟飞船都要大，是目前中国体积最大、重量最重的航天器。

“能装才是硬道理”——天舟一号物资上行能力约6吨，其中，推进剂补加能力约为2吨，上行载货比优于国际现役货运飞船。

国际宇航联空间运输委员会秘书长、中国航天科工集团公司二院二部研究员杨宇光日前透露，天舟一号具备独立飞行3个月的能力，具有与天宫二号空间实验室交会对接、实施推进剂在轨补加、开展空间科学实验和技术试验等功能。

                             

 

实力：现役运载能力最强的货船

专家表示，中国计划在2022年前后建成空间站，其初步规模包括一个核心舱和两个实验舱，如果想保持航天员长期在轨飞行，货运飞船是必可不少的。

专家表示，货运飞船是从载人飞船演变过来的。运货飞船可以运输推进剂燃料、维修和更换的设备、航天员的生活、工作用品以及空间科学实验设备和用品等，此外还能用于调整空间站轨道高度。

在20世纪70年代，前苏联和美国开始发展体积大、寿命长、用途广的空间站。刚开始时，两国都是用人货混装的载人飞船为空间站提供少量补给，每艘载人飞船一次只能为空间站运去几百公斤的物资，无法满足需求。苏联率先在联盟号载人飞船的基础上研制了进步号货运飞船，其货舱容积为6.6立方米，运载能力为2.6吨，并可进行在轨推进剂补加服务。欧洲的货运飞船叫自动转移飞行器，全长10米，最大直径为4.5米，重量约10吨，运货能力可达7吨，是迄今运载能力最大的货运飞船，从2008年起到2014年共发射了5个，但目前已经停止建造。

美国的“龙”飞船长5.9米，最大直径3.7米，其运送载荷最大质量6吨，返回载荷最大质量3吨，它也是货运飞船中往地球运回物品的高手。此外，美国的“天鹅座”和日本的HTV货运飞船运载能力分别为2.7吨和6吨。总体来说，天舟一号的运载能力是居于前列的，而在现役货运飞船中其运载能力是最大的。


                               
 

任务：给天宫二号“太空加油”

“给航天员送吃的、用的，给航天器送推进剂——天舟一号3次交会对接，3次在轨补加就是为了完成这两件事。”中国航天科技集团在其微信公众号一篇文章中形象写道。

天舟一号“只运货、不送人”，因此被一些媒体形象地称为“快递小哥”。此行，天舟一号将与中国首个空间实验室天宫二号完成交会对接，实施推进剂在轨补加，突破和掌握推进剂在轨补加等关键技术。

其中，推进剂在轨补加俗称“太空加油”，是天舟一号核心目标任务之一，是空间站建设的标配。据中国航天科技集团公司五院GNC分系统主任设计师、天舟一号GNC分系统主任设计师刘宗玉介绍，这将为中国空间站组装建造和长期运营解决能源供给问题。

需要指出的是，货运飞船，不仅是送货那么简单。天舟一号还搭载了非牛顿引力实验等10余项应用载荷，将在轨开展空间科学及技术试（实）验。
 

挑战：首次瞄准“零窗口”发射

有媒体援引专家的话表示，此次发射天舟一号飞船，是“零窗口”发射，所以难度非常高，面临着极大挑战。

那么，什么是“零窗口”发射？

据了解，发射窗口是指运载火箭携带着航天器发射升空比较合适的一个时间范围，有的以小时计算，有的以天计算，在此期间火箭都可以发射。由于此次发射天舟一号飞船要和天宫二号空间实验室实现交会对接，对发射精度要求很高，因此，发射窗口不是一个时间范围，而是一个确定的时间点，一秒都不能差，这就是航天人所说的“零窗口”，这对于火箭和发射场系统的可靠性提出了很高的要求。

航天科技集团一院长征七号运载火箭总指挥王小军指出，“因为零窗口发射，加之火箭组成是一个很复杂的系统，由大量的系统组成。另外，在射前的操作、流程也是非常复杂。在这个工作过程中间任何一个环节出了问题，我们就在保证零窗口发射中都会存在一定的困难。”
 

细节：口令之后要等7秒才能看到点火

在天舟一号发射的过程中，有一些重要的时间节点需要介绍，以帮助大家更好地了解发射的过程。

我们过去看到的航天发射，指挥员喊出倒计时0秒的口令之后，火箭就会点火起飞，不过在看我们长征七号发射时候，您可能得有点儿耐心。因为在0秒口令发出后，您需要等待7秒多的时间才能看到火箭点火。这是为什么呢？

和以往的长征火箭相比，长征七号使用了低温的液氧煤油发动机，这种发动机独特的启动流程，就是火箭在“零”秒计时后还要等7秒多的时间才能升空的原因。

航天科技集团一院长征七号总体主任设计师 邓新宇：发动机启动，以前是强制启动，用火药把它点着，现在我们是靠自身启动，推力起来需要一个过程。所以5秒多的时候，燃料才进入到发动机里头，我们大概在6.1秒的时候才能看到点火，7.3秒的时候，火箭才腾空而起。

目前，世界主要航天强国研发的先进火箭中，大多数都使用了低温燃料，这种发动机性能先进，系统复杂，在启动的过程中，和长征七号火箭使用的发动机一样，都会有复杂的动作，因此，这“零”秒后的等待，也是先进火箭发射前都要经历的过程。
 

解惑：如何确保货运物资的安全

人们将天舟一号形象地称为太空“快递小哥”，那么这样一个大块头的“快递小哥”怎样确保运送货物的安全呢？

“天舟一号块头虽大，却有一颗细腻的‘心’。”中国航天科技集团第五研究院载人航天总体部载人航天器总体研究室副主任张健说，飞船内壁四周全部设置为货架，中间留出一条矩形通道供航天员通行，航天员身处货架通道中，可以随意走动、转身、取放货物。

为提升天舟一号承载量，飞船内部采用了高效承载货架设计。张健说，表面上看，这些货架和普通的储物格类似，但其细节和构型都经过科学分析论证。货架采用基于蜂窝板、碳纤维立梁的梁板结构，形成大量的标准装货单元，传力效果好。

由于天舟一号运送的物资中有许多精密仪器设备和航天员用品，装载物资的货包必须具备保护功能。货运飞船机械总体主管设计师郭军辉介绍，新研制的高科技货包外观呈清新的乳黄色，采用新型抗菌防潮防霉布料，可确保货物在货包中存放一年。此外，针对不同体积、形状的货物，还进行了定制化和系列化设计。

“在货包的内部设计上，依然有贴心的安排。”郭军辉说，为避免货物直接与货架结构相连接，货包里面还有一层新研制的防火防潮且防震的泡沫或气囊袋，这种“贴心”的“软包装”设计为装载对象提供了柔软、高阻尼、分布式的系统支撑。

“100多个大小不一的货包，将确保天舟一号的货运物资完好地运送到天宫二号。”郭军辉说。