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良宵送天舟——天舟四号货运飞船飞天记

发稿时间:2022-05-11 09:51:00 编辑:李婧怡 来源: 新华网

  新华社海南文昌5月10日电 题:良宵送天舟——天舟四号货运飞船飞天记

  新华社记者李国利、孙鲁明、张瑞杰、陈凯姿

  5月10日凌晨1时56分,天舟四号货运飞船在长征七号运载火箭托举下,从大海之滨的文昌航天发射场飞赴太空。

  这是我国自2017年4月以来成功发射的第4艘货运飞船,也是向空间站天和核心舱发送的第3件快递“包裹”。

  一年逢好夜,天舟再出发。

  中国空间站建造阶段的大幕正式拉开,实现我国载人航天工程“三步走”战略目标的关键之战打响。

  5月10日凌晨1时56分,长征七号运载火箭托举着天舟四号货运飞船腾空而起,约10分钟后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,2时23分,飞船太阳能帆板顺利展开工作,发射取得圆满成功。新华社记者 杨冠宇 摄

  作别大海,飞向天和

  琼北古邑,夏夜已深。

  椰林大海边的文昌航天发射场内灯火通明,天舟四号货运飞船和长征七号运载火箭整装待发、剑指苍穹。

  “各号注意,1小时准备!”

  0时56分,发射任务01指挥员王宇亮的口令响彻发射场,发射塔架回转平台徐徐打开。

  探照灯下,乳白色的船箭组合体光晕流转,鲜艳的五星红旗和“中国载人航天”6个蓝色大字格外醒目。

  这是我国空间站建造阶段的首次发射,也是空间站货物运输系统的第4次远征。

  5年前,作为我国载人航天工程“三步走”发展战略第二步的收官之作,天舟一号从这里拂羽飞天,踏上逐梦太空的征程。

  “各号注意,30分钟准备!”1时26分,王宇亮的口令再次响彻发射场,加注人员开始向安全区域撤离。

  这是文昌航天发射场建成后执行的第17次航天发射任务,也是第5次放飞长征七号运载火箭。

  “作为空间站建造阶段的首次任务,天舟四号能否成功发射,直接关系后续任务能否顺利完成。”西昌卫星发射中心总工程师钟文安介绍。

  5月10日凌晨1时56分,长征七号运载火箭托举着天舟四号货运飞船腾空而起,约10分钟后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,2时23分,飞船太阳能帆板顺利展开工作,发射取得圆满成功。新华社记者 郭程 摄

  连日来,发射场科技人员精心精细抓好质量控制,逐个阶段、逐个项目、逐个步骤分析识别,持续完善各类方案预案,确保发射任务万无一失。

  “各号注意,15分钟准备!”1时41分,01指挥员又一次发出倒计时口令。

  1年前,天舟二号满载货物,从这里直刺苍穹,去追寻先其升空不久的空间站天和核心舱。8个月前,还是在这个老地方,天舟三号冲向云霄,将航天员生活物资、推进剂等货物送往天和核心舱。

  那天,两艘货运飞船,与天和核心舱相伴共飞,创下中国载人航天史上的新纪录。

  “各号注意,1分钟准备!”口令声中,扶持火箭的摆杆打开,发射塔架上与火箭相连的各系统设备自动脱落。

  此时,空间站天和核心舱与天舟三号组合体正在400公里高的太空飞经海南文昌上空。

  此刻,现场所有人都屏住了呼吸,原本热闹的发射场也安静下来,只有王宇亮的口令在天地间回荡——

  “5、4、3、2、1,点火!”

  1时56分,撼天动地的轰鸣响彻海天,长征七号运载火箭托举着天舟四号腾空而起,在夜空中划出一道绚丽的轨迹,作别大海,飞向天和。

  大海,又一次见证了中国航天的高光时刻。

  5月10日凌晨1时56分,长征七号运载火箭托举着天舟四号货运飞船腾空而起,约10分钟后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,2时23分,飞船太阳能帆板顺利展开工作,发射取得圆满成功。新华社记者 胡智轩 摄

  “快递”送至,等待“签收”

  助推器分离、整流罩分离、船箭成功分离……天舟四号顺利进入太空。

  此时,空间站天和核心舱与天舟三号组合体已在太空等待了230多天。为了迎接今年的第一个“地球来客”, “中国宫”已经做好了各项准备——

  4月20日,天舟三号从天和核心舱后向端口分离,绕飞并自动对接至前向端口,为天舟四号后向对接“让贤”。

  更早些时候的3月31日,天舟二号圆满完成既定任务后,受控再入大气层。同样,这也是为了提前腾出交会对接口。

  天和核心舱配置有5个对接口,其中后向对接口、前向对接口用于对接货运飞船。

  天舟货运飞船是中国空间站的地面后勤补给航天器,也是现役货物运输能力最大、在轨支持能力最全面的货运飞船。

  为了满足空间站建造阶段密集发射的需要,天舟货运飞船实行组批生产,同时生产了二、三、四、五号,它们的外形、功能相似或相近。

  “天舟四号是我国进入空间站建造阶段的首发航天器,承担着为神舟十四号航天员提供物资保障、空间站在轨运营支持和空间科学实验等任务。”航天科技集团五院货运飞船系统副总设计师党蓉说。

  这一次,天舟四号装载了共计200余件(套)货物,其中包括货包货物和直接安装货物,将为神舟十四号航天员6个月在轨驻留、空间站组装建造、开展材料科学等空间应用领域提供物资保障。

  “天舟四号携带了补加推进剂约750公斤,与天舟三号相比差不多,但上行物资总重约6000公斤,比天舟三号多了300公斤,运输能力有了进一步提高。”航天科技集团五院货运飞船系统总设计师白明生介绍,“这次没有再带舱外航天服,因为上边已经有3套了。”

  5月10日凌晨1时56分,长征七号运载火箭托举着天舟四号货运飞船腾空而起,约10分钟后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,2时23分,飞船太阳能帆板顺利展开工作,发射取得圆满成功。新华社记者 杨冠宇 摄

  此外,科研人员还根据航天员在轨使用意见,对天舟四号进行了持续改进和优化设计——

  比如,增加了货包色彩标识,航天员查找货物更加方便和直观:天舟二号的货包都是一个颜色,标签字体也相同,不太好分辨。天舟三号的货包绑上了不同颜色的绸带。天舟四号则是从标识标签上都做了颜色的区分。

  与天舟三号相比,天舟四号的货物取用也更加方便了。货物舱里边都是一个一个货格,货格上面有个盖板,以前的设计是用螺钉拧上去的,打开、盖上需要来回拧螺钉,天上操作就相当麻烦。这一次,科技人员在盖板和箱体用上了尼龙搭扣,只需要第一次打开货格的时候拧一次螺钉,后面可随时盖上随时掀开,十分方便。他们还对货包内的缓冲泡沫也进行分块小型化优化设计,可减小空间占用,便于收纳存储。

  如今,太空“快递”已送至,只待神舟“签收人”。

  中国空间站进入建造阶段,每半年要进行一次航天员乘组轮换和货物补给。这意味着,天舟四号成功升空后,神舟十四号载人飞行任务也进入倒计时。

  酒泉卫星发射中心,这段时间也是一派忙碌景象,科技人员正在为任务进行着各项准备。神舟十四号航天员乘组也已选定,根据计划将于下个月再叩苍穹。

  弱水河畔,将见证中国人的第9次飞天。

  这是在北京航天飞行控制中心拍摄的天舟四号货运飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接示意图(5月10日摄)。新华社记者 郭中正 摄

  “快递小哥” 连战连捷

  天舟四号顺利升空,长征七号连战连捷,表现依旧出色。

  长征七号是我国新一代中型运载火箭,自2016年首飞以来共执行4次天舟货运飞船发射任务,向中国空间站及空间实验室运送大量物资,被誉为太空“快递小哥”。

  为满足未来空间站运营的需求,这一次,研制团队对长征七号发射前的流程进行了优化,将测发周期较天舟三号发射时减少4天。

  这是长征七号首次实现在一个月内完成测试和发射。

  “测发周期减少4天是一项重大流程改进任务,不仅挑战着长七火箭的综合性能,也考验发射队员在高强度工作环境下的应变能力,火箭的各个分系统必须同时开展流程优化工作才能达到最终目标。”航天科技集团一院长征七号运载火箭总指挥孟刚说。

  地面设备恢复是长征七号进场的第一项工作,也是开展火箭测试的先决条件,仅此一项就节省时间2.5天。

  这是在北京航天飞行控制中心拍摄的天舟四号货运飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接(5月10日摄)。新华社记者 郭中正 摄

  航天科技集团一院长征七号运载火箭副总设计师范虹介绍:“把本发任务与前一发、后一发联动起来,让流程‘活’起来,前期工作做得越充分,进场之后测试任务就开展得越快越好。”

  4月10日下午,长征七号开启产品出箱工作。为了达到优化流程的目标,助推器自检、火箭芯级出箱工作以及整流罩出箱工作,首次在不同工作厂房并行开展。

  “总装团队全员上阵,工艺员、调度员、检验员和负责质量、信息化的人员全部到达现场,所有人都为了同一个目标铆足了干劲。”航天科技集团一院长征七号运载火箭总装技术负责人崔蕴介绍说,火箭产品出箱工作流程也由3天压缩至2天。

  天舟三号发射时,煤油加注后再进行液氧加注,这两个是完全串联的流程。这次发射,长征七号进行液氧与煤油并行加注,从而将发射日12小时流程缩减至8小时。

  这是一项极具挑战性的工作。航天科技集团一院长征七号运载火箭主任设计师邵业涛说:“液氧与煤油并行加注,就使得原来的流程得到了压缩,同时也减少了煤油的停放时间和温升,进一步保证了推进剂的品质。”

  天舟四号发射升空后,要与天和核心舱进行快速交会对接。这就要求火箭毫秒不差地点火升空,将其精确推送至天和核心舱所在的空间轨道面。

  为此,科研人员利用迭代制导的算法扩展发射窗口。航天科技集团一院长征七号运载火箭型号办副主任设计师沈丹说:“即使长征七号与标准的起飞时刻有偏差,只要在两分钟以内,在空中它就会自己去寻找一条合适的路线,追上天和核心舱。”

  这是在北京航天飞行控制中心拍摄的天舟四号货运飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接示意图(5月10日摄)。新华社记者 郭中正 摄

  值得一提的是,这一次,长征七号首次把北斗卫星导航系统作为导航接收的第一优先级。

  “也就是说,火箭起飞以后,导航都是优先由北斗系统来提供的。”沈丹表示。

  事实上,长征七号目前的总体技术状态已趋于稳定,飞行可靠性评估值达0.9838这一国际先进水平。

  轰鸣声中,大量白雾霎时升腾,长征七号喷涌着尾焰拔地而起,很快便托举着天舟四号沿着预定轨道,消失在茫茫夜空。

  站在文昌航天发射场指控大楼远眺,长征七号发射塔架依旧矗立海滨。不远处,便是另一个发射塔架。

  年底前,问天和梦天实验舱将从这个塔架飞赴天宇,与天和核心舱对接形成中国空间站“T”字形构型。“如果再加上2艘载人飞船和1艘货运飞船,一个总质量接近100吨的中国空间站将呈现在世人面前。”中国载人航天工程总设计师周建平说。

  届时,“中国宫”就是浩瀚宇宙中最亮的“星”。(参与采写:潘晨、王伟童、黄国畅)

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