天舟八号货运飞船顺利抵达中国空间站

  泛“舟”星海 “年货”送达

  北京时间11月15日23时13分，搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭点火升空，顺利将飞船送入预定轨道，我国载人航天工程2024年发射任务圆满收官。随后，天舟八号货运飞船与中国空间站成功“握手”，新一批“家乡货”顺利运抵“天宫”。

  本次任务有哪些看点？记者采访了有关专家。

  新本领

  长征七号火箭备用箭可在3个月内再发射

  执行本次发射任务的长征七号火箭是我国新一代高可靠、高安全、绿色无污染的中型运载火箭，近地轨道运载能力达14吨。本次任务中，长征七号火箭团队持续推进产品化改进及工艺可靠性提升工作，降低任务成本的同时，进一步缩减了发射后的恢复时间。

  据了解，近期海南台风天气频发，而运载火箭点火升空后，先要穿越大气层，再飞向太空。就在大气层飞行的这短短几分钟里，火箭会遭受强烈的气流冲击，如果风速过大，就可能导致箭体变形甚至解体。

  中国航天科技集团科研人员马忠辉介绍，每次火箭发射前，技术人员都会对火箭飞行空域进行气象测量，根据测量到的“高空风”的风向和风速，判断火箭采用哪种飞行弹道其箭体所受的“高空风”最小。

  此外，长征七号火箭安装了一个应对“高空风”的敏感装置，让它能灵敏地感知到当前处于什么样的风环境。因此，火箭穿越大气层时，是一边飞行，一边“听”风，实时测量箭体侧向承受的气动力矩，及时调整飞行方向和姿态，主动减小风载荷对火箭箭体结构造成的影响，让火箭飞行更安全、更“舒服”。长征七号火箭应用的这种减载控制方法，大幅提高了我国运载火箭在大气层内的飞行安全，也提高了气象突变情况下火箭的适应能力和结构可靠性。

  马忠辉表示，为适应载人航天工程应急发射专项要求，后续，执行空间站货运飞船发射任务的长征七号火箭都将设置一枚备用箭，一旦需要，长征七号火箭可在3个月内再次完成一次发射任务，确保空间站正常运行。

  新空间

  天舟货运飞船临射货物装载能力提升

  天舟货运飞船主要任务是为空间站运输货物和补加推进剂，并将空间站废弃物带回大气层烧毁，同时支持空间站姿轨控和开展空间科学实验。天舟八号货运飞船是空间站应用与发展工程阶段组批生产的第三艘货运飞船，为4贮箱改进型全密封状态，携带了可支持3名航天员在轨9个月的生活物资、平台设备、推进剂和科学载荷。

  和之前的货运飞船相比，天舟八号货运飞船有哪些不同？

  天舟八号货运飞船有一个柱段的侧操作口，可以作为部分特殊货物和临射货物的进舱通道及装载空间。从天舟二号到天舟七号，这里都固定安装了冷链设备和装载了大型上行设备的软货包。软货包和冷链设备之间设有立板阻隔。

  中国航天科技集团七院七部有关负责人介绍，为了适应科学家利用空间微重力和宇宙辐射等环境开展空间技术实验的新需求，需要大量科学载荷上行，天舟八号货运飞船为了充分利用侧操作口，提出了扩展货格装货方案——就是在保证冷链设备的总装、电、遥测接口不变的情况下，将原有的软包和中间立板空间作为拓展货格，用于新鲜果蔬、短保质期食品和空间技术试验样品的安装。

  科研人员积极响应改进方案，开展了一系列的力学、总装、工效学试验验证工作，实施滑动轨道接口方案，将装载冷链货物后的冷链设备移动到侧操作口旁边，留出可临射装货空间。当飞船在发射前呈现竖直状态时，总装工人就可以在发射塔架上实现冷链设备的快速移动和拓展货格货物的安装。

  为了更好利用这个临射拓展货格的空间，科研人员还设计了全新的货物装载接口，新设计了4个规格货包，提升了0.3立方米的临射装载空间。

  航天员长期驻留，对货运飞船的保障及时性进一步提出了要求。为此，天舟货运飞船团队通过升级制导导航与控制系统控制器软件、优化飞行程序设计、精细能量平衡分析等手段，进一步提高了发射和飞控任务实施灵活性，具备每天均可发射的能力。

  此外，中国航天科工集团自主研制的系列技术产品也为天舟八号发射任务圆满成功提供了重要保障。

  中国航天科工集团有关专家介绍，他们自主研制的固定式脉冲测量雷达，能实时掌握火箭上升段运行状态，为指挥控制中心提供火箭的距离、方位、俯仰等坐标信息和速度信息。同时，自主研制的石英挠性加速度计能够在太空微重力环境下精准测量飞行器的加速度，帮助飞行器实时把控姿态。

  为保障天舟八号发射任务，中国电子科技集团支撑打造了安全可靠的“测控通信网”。时间精准对火箭发射来说至关重要，中国电子科技集团研制的T0控制台，提供火箭发射的倒计时、反馈运载火箭的点火和起飞时刻，并分发到通信、测量和控制等系统。通过接收T0控制台发来的起飞时间，时统设备承担“时间指挥官”角色，广泛部署在发射中心、飞控中心、卫星测控中心及各测控站、测量船上，使分散在各地的设备在统一时间基准下同步工作，其精确性达到3000年误差不超过1秒。

  新货物

  80余件产品，涉及36项空间科学实验

  由中国科学院牵头负责的空间应用系统，随天舟八号货运飞船向空间站上行了涉及空间生命科学与生物技术、空间材料科学、微重力流体物理与燃烧以及空间应用新技术试验等领域的36项空间科学实验的80余件产品，总重量约458公斤。涵盖实验载荷、实验单元及样品、实验耗材、备品备件等在轨实验保障物资及共用支持类应用物资。

  空间应用系统天舟货运飞船总体主任设计师、中国科学院空间应用中心研究员刘伟介绍，在空间生命科学与生物技术领域，利用生命生态科学实验柜，将首次在空间站开展亚磁—微重力对果蝇基因、行为和生存繁衍的影响研究。此外，还将利用应用载荷通用支持平台开展蛋白质结晶等实验，以期在微重力条件下获得地面结晶困难的重要蛋白质晶体等。

  刘伟介绍，在空间材料科学领域，将利用无容器材料实验柜和高温材料科学实验柜开展钨基合金等10余种金属、非金属材料的深过冷凝固及关键物性研究等，为指导新型高性能合金设计、大尺寸高性能晶体地面制备提供技术支撑；还将利用舱外暴露平台开展模拟月壤、空间薄膜太阳电池防护等材料的空间性能演化研究，预期成果将推动高性能太阳电池防护材料、月球基地建设材料的空间应用。

  在微重力流体物理与燃烧科学领域，利用流体物理实验柜，重点围绕流体动力学及其应用、软物质非平衡动力学及先进软物质技术与应用等方面开展在轨实验，为推动空间流体管理、特殊功能软物质等相关航天技术的创新发展提供支持。利用燃烧科学实验柜，重点围绕近可燃极限和基础燃烧研究开展在轨气体燃烧实验，为发展燃烧基础理论和深入理解动力系统及相关领域燃烧的重要机理提供支持。

  刘伟表示，在空间应用新技术试验领域，利用元器件与组件舱外通用试验装置，开展自主可控新型存储芯片的可调节抗辐照能力在轨验证等试验，研究元器件与部组件的空间环境可靠性物理机理及失效机理，为新型元器件与组件的研发提供技术支撑。（记者 刘诗瑶 孙海天）