“天舟一号”货运飞船：不仅是送货那么简单

　　中国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”计划在4月20日至24日择机发射。在这位“太空快递员”启程前,相关专家受访时指出:货运飞船,不仅是送货那么简单。

　　“货运飞船开创人类太空长期驻留时代。”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说。

　　1978年1月20日,苏联拜科努尔航天中心成功发射人类首艘货运飞船“进步一号”,并在发射两日后与在轨运行的礼炮六号空间站对接,为两名航天员送去1.3吨的食物、给养、零件备份和科学仪器,以及带去1吨的推进剂和氧气。

　　杨宇光说,载人空间站运行轨道高度较低,大气产生的阻力会使空间站不断减速,导致轨道降低。以往空间站在耗尽自身携带的推进剂贮存量后便难以为继。

　　“另一方面,直到今日环控生保系统也没有实现消耗品100%回收利用,意味着人类在太空长期驻留需要不断补充给养。”杨宇光说,自从进步号货运飞船出现,苏联便不断刷新人类在太空驻留的纪录,比如和平号空间站创造人类在太空连续驻留423天的“奇迹”。

　　中国航天科技集团五院研究员庞之浩说,最初的货运飞船都是从载人飞船演变过来,苏联对联盟号载人飞船进行改装,“拆掉座椅、环境控制与生命保障、返回着陆和应急救生等系统”,使进步号货运飞船每次飞行可送去2吨左右的物资。

　　此外,进步号飞船为空间站送去维修用的部件和新的科学实验仪器,使人们可以更灵活多样地安排新的科学实验,成为空间站效能的“倍增器”。

　　进步号货运飞船经历多次改型,服役至今。统计称,从1978年的“进步一号”到2017年2月22日发射的“进步MS—05号”,苏联/俄罗斯累计发射了156艘进步号货运飞船。

　　庞之浩特别提到,进步号货运飞船在1993年、1999年先后两次进行“人造月亮”实验:打开它携带的直径达22米的太阳伞,在距离地球350千米高的地方向地面反射一道亮光,其亮度相当于月球的两三倍。

　　不过,单靠进步号货运飞船无法满足重量超过400吨、拥有6名常驻乘组的国际空间站运营所需。为此,欧洲航天局研制自动转移飞行器(ATV),日本宇宙航空研究开发机构研制空间站转运飞行器(HTV)。

　　杨宇光说,ATV的货运能力是“进步号”的三倍左右,但从2008年至2014年仅执行5次任务便“弃而不用”,只是将其推进舱用在美国新一代猎户座飞船上。HTV每次可为国际空间站运送6吨货物,其特点是在“货运飞船界”拥有最大舱门。从2009年9月至2016年12月,HTV成功完成6次任务,接下来将发展出低成本的HTV—X。

　　美国政府在21世纪初提出“商业轨道运输服务”计划,旨在让私营公司研发用于空间站货运及乘组运输的航天器。美国太空探索技术公司(SpaceX)的“龙飞船”、美国阿联特技术系统公司和轨道科学公司的天鹅座货运飞船、美国内华达山脉公司的追梦者航天飞机等“应运而生”。

　　杨宇光说,“龙飞船”与天鹅座飞船是目前仅有的正在使用的商业货运飞船,它们的共同特点是类似于HTV——被空间站机械臂抓捕再靠泊在国际空间站。

　　庞之浩注意到,“龙飞船”采用热防护罩,是目前唯一可以重返地球并运回物品的货运飞船,因此备受青睐。截至2017年2月,“龙飞船”已进行10次商业补给任务发射。

　　对于中国来说,重约13吨、货运能力约为6吨的天舟货运飞船将开启空间站时代的黎明。“天舟”充分继承了“天宫一号”、“天宫二号”和“神舟”积累的技术基础,具备为空间站补加推进剂的能力,还具备较长时间独立自主飞行能力。

　　航天专家还将视线投向更远的未来,例如建设月球基地或火星基地,必然需要降低货物运输的成本。“将月球基地的货物运输成本降低到近地轨道货运的水平,”杨宇光说,那将使人类进入“开发太阳系的新纪元”。

　　记者 张素

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