天舟,快递一哥点亮太空征程
佘惠敏
新
我国空间站货运系统首秀
天舟一号飞行任务是我国空间站货物运输系统的首次飞行试验。在我国载人航天工程中，有“神舟”和“天舟”两大系列飞船。大家所熟知的神舟系列飞船是载人飞船，已经11次飞上太空，刚刚开启“首秀”的天舟飞船只管运货，是新入职的“太空快递员”。
虽然刚入职，但作为太空快递的大力士，天舟一号的上行载货比、货物运输等综合能力比肩甚至优于国际现役货运飞船。它能将超过6吨的物资运上太空，接近天宫一号载荷能力的2倍，高于俄罗斯货运飞船进步号M型和美国的天鹅座飞船扩展型。
同时，天舟一号还迈出了我国载人航天器型谱化设计的第一步。针对运输货物的不同类型和需求，天舟系列货运飞船设计了“全密封”“半开放”“全开放”三种型谱，按照模块化思路搭建平台型谱，推进舱模块公用，货物舱模块根据任务要求选择。作为首发货运飞船，天舟一号设计为全密封型谱状态。
除此之外，天舟一号“首秀”还是文昌航天发射场首次采用●零窗口发射；它还大胆采用了七大类国产新研核心元器件，首次大规模推动了核心元器件自主可控。
難
太空加油、二代对接、天基测控
太空加油是天舟一号的新技能。汽车需要加油，未来空间站长期在轨也需要“加油”。此前，掌握了在轨推进剂补加技术的国家只有俄罗斯和美国。其中，实现在轨加注应用的只有俄罗斯。欧空局、加拿大、日本等也在积极探索，国际上在该领域的比拼从未停歇。10年前，俄罗斯曾提出可以提供技术合作，“补加技术中国人搞不出来，你们的飞船，必须配套我们的系统”。中国的航天人却开始了自主研发。
接下这个任务的中国航天科技集团公司六院801所研制团队从零开始，闯过了一道又一道难关。现在，这项技术即将迎来太空飞行的考验。天舟一号将与天宫二号实施我国首次推进剂在轨补加，并计划开展多次推进剂补加试验。
天舟一号还将突破自主快速交会对接技术。“如果把神舟八号载人飞船对接机构称为第一代对接机构，那么天舟一号货运飞船对接机构可称为第二代产品，这次是第二代产品的首飞。”航天科技集团八院载人飞船系统、空间实验室系统副总设计师张崇峰介绍。
二代对接用时更短，效率大幅提高；同时，二代对接技术将实现“重量级”大吨位航天器对接。在此次任务中，天舟一号与天宫二号将实现3次交会对接，这在我国载人航天历史上还是第一次。
天舟一号任务还是我国首次以天基测控为主实施飞行控制。“以往，我们对航天器的跟踪、测控以及在轨异常的及时监测处置，主要依赖陆基测控站和海基测量船。”航天科技集团五院天舟一号副总设计师徐小平说，这一次，天舟一号任务的测控系统“搬”到了天上，将通过中继卫星实现对航天器在轨飞行的全程跟踪。与地基测控相比，天基测控范围宽，可以减少大量人力，还可以让天舟一号中各种载荷的实验数据实时下传，可谓好处多多，但“中继系统也是特别复杂的系统，技术上有很多挑战”。
长
任务持续时间半年以上
重任在肩的天舟一号将在太空中驻留相当长的时间。在入轨后，它将与天宫二号自动交会对接，形成组合体，在轨飞行约2个月。之后，天舟一号撤离天宫二号，进入独立运行阶段，独立飞行时间不少于3个月。掐指一算，天舟一号将在轨飞行至少5个多月的时间，这可是目前我国载人航天任务中，时间跨度最大的一次。
整个任务期间，除了3次推进剂补加、3次交会对接的重头戏外，天舟一号还将开展空间应用和航天技术等多领域的实验项目。
天舟一号在满足运输货物需求的同时，还最大限度发挥了平台效能，随船搭载了几十台载荷设备，在轨开展十余项载荷试验，实现“一次飞行、多方受益”的目标。
天舟一号任务虽然不载人，却也将为航天员系统提供相关实验数据。航天员系统副总设计师黄伟芬介绍，本次任务将搭载1套舱外航天服的结构服，获取有关力学和温度的数据，为舱外航天服改进提供设计依据；天舟一号上搭载的乘员生活物资按3人30天的需求量配置，主要为质量模拟件；还将开展天舟一号空气微生物和表面微生物采样检测，验证货船微生物控制方案，并为将来方案改进提供有效依据。
据悉，既定任务完成之后，天舟一号将视情开展拓展试验和应用。在所有飞行任务结束后，天舟一号将经由地面飞控工作人员决策，完成我国航天器的首次主动离轨受控陨落，坠落于南太平洋指定区域。这将让天舟一号避免成为太空垃圾，为打造洁净、安全的太空环境做出贡献。
天舟一号不是普通的太空快递员，作为中国太空“快递一哥”，它肩负着我国未来空间站货运系统首次大考，是一个承前启后的关键角色。
“此次任务是中国载人航天工程空间实验室阶段的最后一次发射，也是我们建造空间站之前的最后一次发射。”中国载人航天工程总设计师周建平说，“天舟一号任务成功后，空间实验室任务就完成了，我们可以开始建造空间站了。”
