原標(biāo)題：天舟四號(hào)送來了哪些“太空快遞”？
5月10日1時(shí)56分，從文昌航天發(fā)射場(chǎng)出發(fā)，我國第四艘貨運(yùn)飛船——天舟四號(hào)由長征七號(hào)遙五運(yùn)載火箭成功發(fā)射升空。作為2022年空間站任務(wù)的首次發(fā)射，開啟了中國空間站在軌建造階段序幕。
拍攝：屠海超
200余件（套）貨物補(bǔ)加推進(jìn)劑約750千克，上行物資總重約6000千克
航天員在空間站長期駐守，吃、穿、用乃至呼吸所需的物資，都要由后勤補(bǔ)給航天器——貨運(yùn)飛船及時(shí)送到空間站，空間站維持正確軌道所需的燃料也靠貨運(yùn)飛船運(yùn)送。去年，長征七號(hào)火箭分別將天舟二號(hào)、天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船送入太空，完成了空間站建造階段的補(bǔ)給任務(wù)。此次天舟四號(hào)在神舟十四號(hào)航天員乘組入駐空間站前，再次向空間站提前運(yùn)去物資。
據(jù)介紹，天舟貨運(yùn)飛船采用型譜化方案，設(shè)計(jì)了滿足不同貨物運(yùn)輸需求的全密封、半密封半開放、全開放3個(gè)的貨物艙模塊，與通用推進(jìn)艙模塊組合形成全密封貨運(yùn)飛船、半密封半開放貨運(yùn)飛船和全開放貨運(yùn)飛船3種型譜。天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船為全密封貨運(yùn)飛船，是世界現(xiàn)役貨物運(yùn)輸能力最大、在軌支持能力最全面的貨運(yùn)飛船，承擔(dān)著為神舟十四號(hào)乘組提供物資保障、空間站在軌運(yùn)營支持和空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)，停靠空間站期間將實(shí)施貨物補(bǔ)給、推進(jìn)劑補(bǔ)加，開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
此次任務(wù)中，天舟四號(hào)裝載了航天員系統(tǒng)、空間站系統(tǒng)、空間應(yīng)用領(lǐng)域、貨運(yùn)飛船系統(tǒng)共計(jì)200余件（套）貨物，其中包括貨包貨物和直接安裝貨物，攜帶補(bǔ)加推進(jìn)劑約750千克，上行物資總重約6000千克，將為神舟十四號(hào)乘組3人6個(gè)月在軌駐留、空間站組裝建造、開展材料科學(xué)、微重力、航天醫(yī)學(xué)試驗(yàn)等空間應(yīng)用領(lǐng)域提供物資保障。
為保證貨物安全快遞到“太空之家”，天舟四號(hào)采用貨包、支架、貯箱等多種貨物裝載方式，貨物種類、數(shù)量可根據(jù)空間站需求動(dòng)態(tài)配置；同時(shí)，還具備承擔(dān)空間站姿態(tài)軌道控制、并網(wǎng)供電以及空間站遙測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸支持等空間站運(yùn)營支持任務(wù)的能力以及空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)支持能力。
在天舟貨運(yùn)飛船系統(tǒng)研制過程中，中國航天科技集團(tuán)有限公司五院研制團(tuán)隊(duì)根據(jù)前幾次航天員乘組的在軌使用意見，做了改進(jìn)和優(yōu)化。
為了查找貨物更加方便和直觀，天舟四號(hào)通過標(biāo)簽和提手的色彩設(shè)計(jì)，增加了貨包色彩標(biāo)識(shí)；為方便航天員在軌操作裝貨適配板，避免每次準(zhǔn)確對(duì)位螺釘，天舟四號(hào)開始為適配板和對(duì)應(yīng)貨架增設(shè)搭扣帶，實(shí)現(xiàn)在軌期間便捷防漂；為減小緩沖包裝材料的在軌空間占用，便于收納存儲(chǔ)，對(duì)貨包內(nèi)的緩沖泡沫進(jìn)行分塊小型化優(yōu)化設(shè)計(jì)，并增氣柱緩沖方案以減重。這些巧妙的設(shè)計(jì)讓天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船的后勤保障補(bǔ)給能力變得更強(qiáng)。
長七火箭與天舟貨運(yùn)飛船第四次“攜手”奔赴太空，二者已十分“默契”
長征七號(hào)火箭是為了滿足空間站工程發(fā)射貨運(yùn)飛船而研制的新一代中型運(yùn)載火箭。執(zhí)行首戰(zhàn)的長七火箭，為長征二號(hào)F和長征五號(hào)B運(yùn)載火箭開了一個(gè)好頭。
2022年是中國載人航天工程立項(xiàng)實(shí)施30周年，也是空間站建造決戰(zhàn)決勝之年。根據(jù)任務(wù)安排，全年共實(shí)施6次飛行任務(wù)，將通過長征五號(hào)B、長征七號(hào)和長征二號(hào)F三型運(yùn)載火箭分別發(fā)射空間站問天艙、夢(mèng)天艙、兩艘天舟貨運(yùn)飛船、兩艘神舟載人飛船。
據(jù)中國航天科技集團(tuán)有限公司所屬中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院長七火箭總體主任設(shè)計(jì)師邵業(yè)濤介紹，本次是長七火箭與天舟系列貨運(yùn)飛船第四次“攜手”奔赴太空，二者已十分“默契”，火箭總體技術(shù)狀態(tài)也逐漸趨于穩(wěn)定，飛行可靠性評(píng)估值達(dá)0.9838這一國際先進(jìn)水平。
本次任務(wù)中，火箭共有射前流程優(yōu)化和可靠性提升等17項(xiàng)技術(shù)狀態(tài)變化。例如，在發(fā)射當(dāng)天并行加注液氧煤油，減少了射前準(zhǔn)備時(shí)間，降低了對(duì)人員設(shè)備氣象保障等條件的要求，提高了發(fā)射可靠性……通過一系列舉措，長七火箭首次實(shí)現(xiàn)在一個(gè)月完成測(cè)試、發(fā)射。
要把載有大批物資的貨運(yùn)飛船按時(shí)送入太空，就必須有運(yùn)力足、“力氣”大、可靠性高的運(yùn)載火箭。長七火箭總重為500 余噸，箭體外殼、電纜、儀器等重量加在一起只有50 余噸，其余都是液氧煤油推進(jìn)劑的重量，超過90%。
火箭專家說，火箭是衛(wèi)星等載荷通往太空的“專車”，車本身的自重越小越好，能提供動(dòng)力的燃料越多越好，這樣就可以把盡可能多的“運(yùn)量”留給“乘客”。
長七火箭近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到13.5噸，比采用傳統(tǒng)燃料的運(yùn)載火箭多出一半以上。其中，芯一級(jí)和助推器上的6臺(tái)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)可提供超過700噸的起飛推力。
火箭院總體部火箭設(shè)計(jì)專家徐利杰說：“燃料在火箭整個(gè)體重中比重越大，火箭的結(jié)構(gòu)效率越高，說明設(shè)計(jì)越合理。”他說，在設(shè)計(jì)中，他們把火箭的外殼、電纜、儀器等部件盡可能設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)潔、功能強(qiáng)大，以減輕重量。
長七火箭的設(shè)計(jì)可靠性達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先。為了應(yīng)對(duì)海南濕熱多雨、臺(tái)風(fēng)頻繁的海洋氣候，長征七號(hào)火箭具備了全天候發(fā)射能力，可以在低溫燃料加注后停放24小時(shí)，為成功發(fā)射爭(zhēng)取更多有利時(shí)間，形象地說就是“想打就打”。
火箭院總體部火箭設(shè)計(jì)專家朱平平介紹說，以“長五”“長七”為代表的新一代運(yùn)載火箭，加注的推進(jìn)劑分別是液氫、液氧和液氧、煤油，都是低溫燃料，其中液氫的溫度達(dá)零下253攝氏度，液氧的溫度達(dá)零下183攝氏度。液氫液氧燃燒后產(chǎn)生的是水，無毒無污染，且大大提高了火箭的運(yùn)載能力。（余建斌）
