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天舟三号对接 “货运专列”入太空

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9月20日,长征七号遥四运载火箭在海南文昌航天发射场托举天舟三号货运飞船驶入太空,将其送入预定轨道。随后,天舟三号货运飞船接纳自主快速交会对接模式,乐成对接于空间站天和焦点舱后向端口。

不久之后,神舟十三号载人飞船将载着新一批航天员入住天宫。作为中国向空间站焦点舱送出的第二件太空“包裹”,天舟三号满载航天员太空生涯所需,将悄悄守候下一批“太空住客”的惠临。

两艘货运飞船同时在天运行

作为神舟十二号和神舟十三号载人飞船之间的发射义务,天舟三号是中国空间站要害手艺验证和制作阶段货物运输系统的第二次应用性航行,也是空间站制作阶段承上启下的要害之战。

为了让天舟三号与空间站顺遂对接,在神舟十二号义务时代功勋卓著的天舟二号货运飞船专程“让了位置”——完成绕飞并与空间站的前向端口交会对接。

天舟二号为何要挪位?航天科技团体五院天舟二号货运系统总体主任设计师杨胜说,除了为天舟三号腾出后向接口外,天舟二号到前方还可以为神舟十三号的径向对接缔造条件。后续天舟二号还将配合机械臂的转位试验,为实验舱转位举行先期手艺验证;同时还将配合航天员举行手动遥操作试验,对货运飞船自身的备份控制系统举行控制能力验证。

“整个货运飞船的所有手艺,基本上在天舟二号义务中能够获得全方位的验证,包罗空间站组装制作的一些要害手艺验证。”杨胜说。

在太空中,同时对接在天和焦点舱的两头的两艘货运飞船,形成了“一”字形构型。专家示意,两艘货运飞船同时在天运行,这在中国载人航天史上是第一次。

当神舟十三号航天员抵达空间站并“签收”货物后,两艘天舟货运飞船才会星散。杨胜说,当天舟二号完成所有义务之后,会择机脱离空间站焦点舱。离轨前,天舟二号还会将废弃物“打包”带走,在落回地球的历程中在大气层中燃烧销毁。

货物装载优化改善

与天舟二号相比,天舟三号的形状、功效相近相似,与天舟二号一样接纳同时在地面举行控制或者自主控制。不外,天舟三号多了一项手段——增添北斗导航系统,提升了航行控制的精度和平安系数。

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在太空中事情和生涯,航天员在空间站的吃、穿、用甚至呼吸所需的物资以及空间站维持准确轨道所需的燃料都要靠货运飞船运送。在货物装载方面,天舟三号货运飞船充实继续了天舟二号货运飞船的履历,并举行了连续优化和改善。

其一是装载的货物更足够、密度更大。天舟二号需要保证3名航天员在轨航行3个月的物资需求,天舟三号则要保证3人在轨驻留6个月的饮食,装载的货包数目更多。为此,天舟三号作废了4个推进剂储箱,扩容了货舱空间。

其二是包裹的包装更“多彩”、更科学。天舟二号装载的包裹统一为米白色包装,航天员可以通过扫描二维码获得货物的位置信息和产物信息。为了各种物资更好识别、更易寻找,天舟三号对差异物资接纳了差异颜色的包裹,再配上标识和二维码,利便航天员取用。

固然,天舟三号中也有航天员熟悉的“老同伙”,如气瓶、水囊以及航天员出舱流动的战袍——舱外航天服等。

“货运专车”防热防雨防风

根据空间站在轨制作义务设计,到2022年底,中国将延续实行11次发射义务,其中4劣货运飞船发射都是由长征七号运载火箭“承运”。长七火箭因此也被称为天舟飞船的“御用”火箭。为了保障“太空快递”在运输历程中的平安,研制职员将长七打造成为防热、防雨、防风的载人航天“货运专车”。

火箭航行历程中,芯级发念头会喷出伟大的火焰。此时,助推器后过渡段要遭受喷焰回卷的强热流,其热防护设计若是不够就会造成结构烧蚀,而太过设计又会影响火箭的运载能力。

为此,火箭设计师创新防热质料应用和安装方式,将一条特制防热毛毡“披”在火箭助推器上。“防热服”不仅重量轻,防热效率也更高。它接纳耐高温的质料制成,安装时从靠近火箭芯级的一侧最先“披”上,在远离芯级的外侧启齿,就像“开衫”一样包裹着助推器,使后过渡段免受大火“烤”验。

天舟三号货运飞船发射当天,海南文昌航天发射场蓝天白云、天气晴好。事实上,即便遇到中雨天气,长七火箭也“不怵”,这是由于新一代运载火箭做足了防水设计。

火箭发射要防的不只是雨水。许多看偏激箭发射的人都见过加注后的火箭受低温推进剂的影响,箭体外面温度降低,冷凝水像下雨一样顺着箭体流下来,这也是火箭要防的水。为此,火箭设计职员从“产物源头”解决防水问题。

据航天科技团体所属中国运载火箭手艺研究院设计职员先容,新一代运载火箭设计之初,防水功效只管通过结构设计实现,例如在部段对接处加装密封条、在细小孔径和裂缝涂硅橡胶、在星散面设计密封块等,起吊附件、箭体盖板等设置了密封垫;在排气孔处,设置了内置导流罩,实现排气防水双功效并举;针对低温液体贮箱加注后无法阻止的冷凝水群集问题,接纳封堵与疏导相连系的思绪,在贮箱前短壳与绝热层平齐的位置开设排水孔……

现在中国海内主要的4个发射场中,除文昌发射场外,其他的发射场都在内陆,风速随距地面高度的转变不大。但在文昌发射场,距地面五六十米高的位置,风速要远高于地面风速。

“为了提升抗风能力,我们给长七火箭装上了‘防风减载装置’。纵然遇到8级大风的天气,长七火箭依旧可以转场,它的抗风能力跨越现役火箭。”中国运载火箭手艺研究院长七火箭总设计师程堂明说,“防风减载装置”接纳可舒展的桁架结构,一端牢靠在流动发射平台的脐带塔上,睁开以后另一端与火箭二级发念头机架讨论对接,这样在垂直转场历程中将火箭与脐带塔毗邻起来,能够显著降低火箭受到的风载。

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