11月16日在北京航天飛行控制中心拍攝的天舟八號貨運飛船與空間站組合體進行交會對接的模擬圖像。
韓啟揚攝（新華社發(fā)）
11月16日在北京航天飛行控制中心拍攝的天舟八號貨運飛船與空間站組合體完成交會對接的模擬圖像。
韓啟揚攝（新華社發(fā)）
北京時間11月15日23時13分，搭載天舟八號貨運飛船的長征七號遙九運載火箭點火升空，順利將飛船送入預(yù)定軌道，我國載人航天工程2024年發(fā)射任務(wù)圓滿收官。隨后，天舟八號貨運飛船與中國空間站成功“握手”，新一批“家鄉(xiāng)貨”順利運抵“天宮”。
本次任務(wù)有哪些看點？記者采訪了有關(guān)專家。
新本領(lǐng)
長征七號火箭備用箭可在3個月內(nèi)再發(fā)射
執(zhí)行本次發(fā)射任務(wù)的長征七號火箭是我國新一代高可靠、高安全、綠色無污染的中型運載火箭，近地軌道運載能力達14噸。本次任務(wù)中，長征七號火箭團隊持續(xù)推進產(chǎn)品化改進及工藝可靠性提升工作，降低任務(wù)成本的同時，進一步縮減了發(fā)射后的恢復(fù)時間。
據(jù)了解，近期海南臺風(fēng)天氣頻發(fā)，而運載火箭點火升空后，先要穿越大氣層，再飛向太空。就在大氣層飛行的這短短幾分鐘里，火箭會遭受強烈的氣流沖擊，如果風(fēng)速過大，就可能導(dǎo)致箭體變形甚至解體。
中國航天科技集團科研人員馬忠輝介紹，每次火箭發(fā)射前，技術(shù)人員都會對火箭飛行空域進行氣象測量，根據(jù)測量到的“高空風(fēng)”的風(fēng)向和風(fēng)速，判斷火箭采用哪種飛行彈道其箭體所受的“高空風(fēng)”最小。
此外，長征七號火箭安裝了一個應(yīng)對“高空風(fēng)”的敏感裝置，讓它能靈敏地感知到當前處于什么樣的風(fēng)環(huán)境。因此，火箭穿越大氣層時，是一邊飛行，一邊“聽”風(fēng)，實時測量箭體側(cè)向承受的氣動力矩，及時調(diào)整飛行方向和姿態(tài)，主動減小風(fēng)載荷對火箭箭體結(jié)構(gòu)造成的影響，讓火箭飛行更安全、更“舒服”。長征七號火箭應(yīng)用的這種減載控制方法，大幅提高了我國運載火箭在大氣層內(nèi)的飛行安全，也提高了氣象突變情況下火箭的適應(yīng)能力和結(jié)構(gòu)可靠性。
馬忠輝表示，為適應(yīng)載人航天工程應(yīng)急發(fā)射專項要求，后續(xù)，執(zhí)行空間站貨運飛船發(fā)射任務(wù)的長征七號火箭都將設(shè)置一枚備用箭，一旦需要，長征七號火箭可在3個月內(nèi)再次完成一次發(fā)射任務(wù)，確保空間站正常運行。
新空間
天舟貨運飛船臨射貨物裝載能力提升
天舟貨運飛船主要任務(wù)是為空間站運輸貨物和補加推進劑，并將空間站廢棄物帶回大氣層燒毀，同時支持空間站姿軌控和開展空間科學(xué)實驗。天舟八號貨運飛船是空間站應(yīng)用與發(fā)展工程階段組批生產(chǎn)的第三艘貨運飛船，為4貯箱改進型全密封狀態(tài)，攜帶了可支持3名航天員在軌9個月的生活物資、平臺設(shè)備、推進劑和科學(xué)載荷。
和之前的貨運飛船相比，天舟八號貨運飛船有哪些不同？
天舟八號貨運飛船有一個柱段的側(cè)操作口，可以作為部分特殊貨物和臨射貨物的進艙通道及裝載空間。從天舟二號到天舟七號，這里都固定安裝了冷鏈設(shè)備和裝載了大型上行設(shè)備的軟貨包。軟貨包和冷鏈設(shè)備之間設(shè)有立板阻隔。
中國航天科技集團七院七部有關(guān)負責人介紹，為了適應(yīng)科學(xué)家利用空間微重力和宇宙輻射等環(huán)境開展空間技術(shù)實驗的新需求，需要大量科學(xué)載荷上行，天舟八號貨運飛船為了充分利用側(cè)操作口，提出了擴展貨格裝貨方案——就是在保證冷鏈設(shè)備的總裝、電、遙測接口不變的情況下，將原有的軟包和中間立板空間作為拓展貨格，用于新鮮果蔬、短保質(zhì)期食品和空間技術(shù)試驗樣品的安裝。
科研人員積極響應(yīng)改進方案，開展了一系列的力學(xué)、總裝、工效學(xué)試驗驗證工作，實施滑動軌道接口方案，將裝載冷鏈貨物后的冷鏈設(shè)備移動到側(cè)操作口旁邊，留出可臨射裝貨空間。當飛船在發(fā)射前呈現(xiàn)豎直狀態(tài)時，總裝工人就可以在發(fā)射塔架上實現(xiàn)冷鏈設(shè)備的快速移動和拓展貨格貨物的安裝。
為了更好利用這個臨射拓展貨格的空間，科研人員還設(shè)計了全新的貨物裝載接口，新設(shè)計了4個規(guī)格貨包，提升了0.3立方米的臨射裝載空間。
航天員長期駐留，對貨運飛船的保障及時性進一步提出了要求。為此，天舟貨運飛船團隊通過升級制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)控制器軟件、優(yōu)化飛行程序設(shè)計、精細能量平衡分析等手段，進一步提高了發(fā)射和飛控任務(wù)實施靈活性，具備每天均可發(fā)射的能力。
此外，中國航天科工集團自主研制的系列技術(shù)產(chǎn)品也為天舟八號發(fā)射任務(wù)圓滿成功提供了重要保障。
中國航天科工集團有關(guān)專家介紹，他們自主研制的固定式脈沖測量雷達，能實時掌握火箭上升段運行狀態(tài)，為指揮控制中心提供火箭的距離、方位、俯仰等坐標信息和速度信息。同時，自主研制的石英撓性加速度計能夠在太空微重力環(huán)境下精準測量飛行器的加速度，幫助飛行器實時把控姿態(tài)。
為保障天舟八號發(fā)射任務(wù)，中國電子科技集團支撐打造了安全可靠的“測控通信網(wǎng)”。時間精準對火箭發(fā)射來說至關(guān)重要，中國電子科技集團研制的T0控制臺，提供火箭發(fā)射的倒計時、反饋運載火箭的點火和起飛時刻，并分發(fā)到通信、測量和控制等系統(tǒng)。通過接收T0控制臺發(fā)來的起飛時間，時統(tǒng)設(shè)備承擔“時間指揮官”角色，廣泛部署在發(fā)射中心、飛控中心、衛(wèi)星測控中心及各測控站、測量船上，使分散在各地的設(shè)備在統(tǒng)一時間基準下同步工作，其精確性達到3000年誤差不超過1秒。
新貨物
80余件產(chǎn)品，涉及36項空間科學(xué)實驗
由中國科學(xué)院牽頭負責的空間應(yīng)用系統(tǒng)，隨天舟八號貨運飛船向空間站上行了涉及空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、空間材料科學(xué)、微重力流體物理與燃燒以及空間應(yīng)用新技術(shù)試驗等領(lǐng)域的36項空間科學(xué)實驗的80余件產(chǎn)品，總重量約458公斤。涵蓋實驗載荷、實驗單元及樣品、實驗耗材、備品備件等在軌實驗保障物資及共用支持類應(yīng)用物資。
空間應(yīng)用系統(tǒng)天舟貨運飛船總體主任設(shè)計師、中國科學(xué)院空間應(yīng)用中心研究員劉偉介紹，在空間生命科學(xué)與生物技術(shù)領(lǐng)域，利用生命生態(tài)科學(xué)實驗柜，將首次在空間站開展亞磁—微重力對果蠅基因、行為和生存繁衍的影響研究。此外，還將利用應(yīng)用載荷通用支持平臺開展蛋白質(zhì)結(jié)晶等實驗，以期在微重力條件下獲得地面結(jié)晶困難的重要蛋白質(zhì)晶體等。
劉偉介紹，在空間材料科學(xué)領(lǐng)域，將利用無容器材料實驗柜和高溫材料科學(xué)實驗柜開展鎢基合金等10余種金屬、非金屬材料的深過冷凝固及關(guān)鍵物性研究等，為指導(dǎo)新型高性能合金設(shè)計、大尺寸高性能晶體地面制備提供技術(shù)支撐；還將利用艙外暴露平臺開展模擬月壤、空間薄膜太陽電池防護等材料的空間性能演化研究，預(yù)期成果將推動高性能太陽電池防護材料、月球基地建設(shè)材料的空間應(yīng)用。
在微重力流體物理與燃燒科學(xué)領(lǐng)域，利用流體物理實驗柜，重點圍繞流體動力學(xué)及其應(yīng)用、軟物質(zhì)非平衡動力學(xué)及先進軟物質(zhì)技術(shù)與應(yīng)用等方面開展在軌實驗，為推動空間流體管理、特殊功能軟物質(zhì)等相關(guān)航天技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展提供支持。利用燃燒科學(xué)實驗柜，重點圍繞近可燃極限和基礎(chǔ)燃燒研究開展在軌氣體燃燒實驗，為發(fā)展燃燒基礎(chǔ)理論和深入理解動力系統(tǒng)及相關(guān)領(lǐng)域燃燒的重要機理提供支持。
劉偉表示，在空間應(yīng)用新技術(shù)試驗領(lǐng)域，利用元器件與組件艙外通用試驗裝置，開展自主可控新型存儲芯片的可調(diào)節(jié)抗輻照能力在軌驗證等試驗，研究元器件與部組件的空間環(huán)境可靠性物理機理及失效機理，為新型元器件與組件的研發(fā)提供技術(shù)支撐。
《 人民日報 》（ 2024年11月17日 04 版）