天宫二号收到我国首个“太空快递”｜4月20日｜历史上的今天

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2017年4月20日晚，在中国海南文昌航天发射场，搭载着天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭点火升空，中国首单“太空快递”正式发出，两天后送达天宫二号。作为中国载人空间站工程的重要组成部分，首艘货运飞船天舟一号“只运货，不送人”，因此被形象地称为“太空快递员”，一亮相便成为了目前中国最受关注的“快递小哥”。

为了让完成首单“太空快递”任务，天舟一号都做了哪些“入职培训”？携带了哪些“秘密武器”？闯过多少道“关卡”呢？让我们一起看一看。

作为中国太空快递的明星，天舟一号首先在身材上、体力上就令人瞩目。

我们先来看一组数据：天舟一号身高10.6米，体宽3.35米，最大装载状态下重量达13.5吨，由货物舱和推进舱两舱结构组成，是我国目前为止体积最大、重量最重的航天器。但是跟高大的空间站核心舱相比，天舟一号货运飞船的“身材”可以说是短小精悍。它送上去的物资包括了100多件大大小小的货包以及2吨推进剂，占了整个货船重量的一半左右，属于国际领先水平。

在这些运送的货物中有不少精密仪器和航天员用品，为了保证货物能够安全不受损地到达“客户”手中，天舟一号准备了一种高科技货包来装载货物。这种货包外观呈乳黄色，采用新型的抗菌防潮防霉布料制成，不仅可以根据货物的尺寸调节大小、形状，而且里面还使用了新研制的、防火防潮且抗震的泡沫或者气囊来包裹货物，可确保大部分货物在货包中安全地存放一年。

而存放这些货物的货物舱可以说是个名副其实的“变形金刚”。

货物舱为圆柱形，舱壁周围为格状结构的货架，上面装有天蓝色把手，中间形成一个矩形过道。为了让未来的“客户”在舱内活动更安全、舒适，货物舱可以在简单的改造后“变身”为全密封、半开放、全开放三种形态。其中全密封形态，主要用于运输航天员消耗品、密封舱内的设备与试验载荷；半密封形态除了可以运输密封舱内货物外，还可以满足包括太阳电池翼等舱外物资的运输需求；而全开放货运飞船主要用于大型舱外货物的运输。不仅满足了多样化的运输需求，更极大的减少了舱内的零件。这样一“减负”，我们的“太空快递员”就可以运送更多货物了。

据可靠消息，为了出这一趟远差，“太空快递员”天舟一号还准备了不少秘密武器。下面就给大家展示几件：

第一件：“防晒霜”

太空中的日晒强度比地球上猛烈千百倍，在太阳照射的情况下，天舟一号的表面会迅速升温，为了帮助推进舱中的设备“防暑降温”，聪明的天舟一号在自己皮肤上涂了一层“防晒霜”。这款太空版“防晒霜”其实是一种航天专用的白漆热控涂层，具有优良的散热性能。

第二件：保驾护航的利器

早在出发前，天舟一号就“听过”关于太空垃圾给国际同行带来的困扰。如果“被小小一块10克的太空垃圾迎面撞上，只刮花了漂亮帅气的制服都算幸运，好几次甚至差点穿透制服被送进医院。”于是，为了运输过程更安全，天舟一号决定随身携带力学环境测量系统。这套“高大上”的系统不仅可以在天舟一号全飞行时段对传统的振动、冲击、噪音环境进行检测，还可以在第一时间感知到太空垃圾撞击的位置和受损程度，甚至还能检验飞船结构设计、货物装载合理性，为在轨损伤修复和结构优化设计提供帮助。

第三件：相对测量子系统

这套系统不仅可以确保天舟一号与天宫二号首次交会对接的自主可控，安全性大大提高，还因为新增的整秒脉冲输出功能，为全船的相关设备都提供了高精度的时间基准。换个通俗的说法，就是能够让天舟一号快速准确地找到客户位置，在客户要求的时间内将货物送达。

第四件： “通信神器”

天舟二号货运飞船的以太网通信功能也进行了全面升级，增加了空间站天地互联网数据代传功能和天地互联网组播分发功能，在不增加通道带宽的情况下，使地面、空间站能同时收发视频、音频数据。据八院电子所设计师邓松峰介绍，正是有了这台功能升级的“通信神器”，未来航天员在空间站里的生活将不再枯燥，航天员可以视频通话，也可以即时接入移动终端，还可以上网冲浪、听音乐、看视频，天地间的距离将不再遥远。

此外，还有网络交换技术、太空换热衣、应答机天线网络等，为了这次任务“首秀”能够顺利完成，天舟一号可以说是下足了“血本”。

实际上，天舟一号远远不只是一个快递员这么简单，其他任务也不少。下面我们挑其中几个来详细讲讲。

任务一：“太空加油”

就像汽车需要加油，未来空间站长期在轨也需要“加油”。天舟一号这次最主要的任务，就是要进行一次在轨推进剂补加技术的验证，也就是为天宫二号在轨“加油”。“太空加油”的过程要比汽车加油复杂得多。整个过程可以分解成29个步骤，每一步都需要精细控制，整个“加油”过程要持续好几天。在天舟一号之前，也只有俄罗斯和美国掌握了这项技术，而其中真正实现应用的只有俄罗斯。一旦天舟一号“学会”这项技能，就将为我国空间站组装建造和长期运营扫除在能源供给问题上的最后障碍。

任务二：“从绿皮火车到高铁动车的升级”

天舟一号将完成快速交会对接试验，把之前需要2天左右的交会对接过程提速到6个小时左右，就像是从乘坐“绿皮火车”变为乘坐“高铁”。这意味着可以大大缩短航天员在飞船狭小空间中滞留的时间，使载人太空飞行变得更加舒适、惬意，还可以让无法经历长时间运输的货品尽快送达，同时，更大程度上保障未来空间站的安全，方便空间站突发事件的应急处理。

任务三：“带着天宫二号一起飞”

按照正常情况下的飞行模式，从地球远道而来的天舟一号与天宫二号交会对接后，就可以好好休息一下，由“主飞行器”天宫二号负责对接后的飞行。但是，这次天舟一号可不愿闲着，将开展货运飞船控制组合体试验，接过组合体飞行的“控制权”，带着天宫二号一起飞。当然这项任务也是为了测试，在主飞行器短时出现问题的情况下，另一航天器是不是可以发挥作用，进行“抢救”。

并且整个交会对接设计还体现了能源高效利用的宗旨。天舟二号货运飞船和天和核心舱各自有两套独立的能源系统，一旦对接后，两个航天器可以互相输送电能资源，实现组合体能源的高效利用。专家打比方说，这种“双向并网”技术，就好比两个手机，既可以单独充电，还可以互相充电。当阳光照射情况复杂时，如果单个航天器能量不足，另一个可以及时补充，实现能源最大化利用。

任务四：陨落至预定安全海域

相较于一般卫星在使命完成后，随着推进剂的消耗殆尽而缓慢降轨，最终在大气层烧毁的结束方式。天舟一号首次采用主动离轨方式， 带着空间站的废弃物在大气层烧毁，极少量残骸坠落在南太平洋指定海域。这样既能避免在不受控制的离轨过程中发生不可控的碰撞，又能避免自身成为太空垃圾，为打造洁净、安全的太空环境作出自己的贡献。

历时5个月，天舟一号于2017年9月22日圆满完成任务，进入大气层烧毁。天舟一号是我国载人航天工程“三步走”发展战略第二步的收官之作，宣告了中国航天迈进“空间站时代”，对于实现不懈追求的航天梦具有十分深远的意义

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