天舟七号到访天宫空间站 太空送货有了这些新变化

目前,在中国空间站忙碌的神舟十七号航天员将迎来太空中飘过的天舟七号货运飞船,为他们带来新鲜货物。

随着空间站进入应用与发展阶段,太空货物运输也发生了一些新的变化,包括运载效率的提高和携带货物的增加重量。

提升装载容量

天舟七号货运飞船是全球货物运输能力*强、货运效率*高、在轨支持能力*全面的货运飞船。作为今年中国载人航天工程的首次发射任务,天舟七号将为神舟十七号和随后的神舟十八号乘组提供补给物资。

以往,在航天员乘组出发前,通常会先发射一艘货运飞船,以确保即将启程的航天员乘组备有所需物资。这次天舟七号将为两个乘组运送物资,并将发射频率调整为每两年发射三次。

发射频率的降低得益于天舟货运飞船装载量的提升。自天舟六号开始,天舟系列飞船已经升级为改进型货运飞船,提高了装载空间和装载重量。天舟七号搭载的航天员系统、空间站系统、应用任务领域、货运飞船系统和工程总体货物达到了260多件,运输物资总重量约为5.6吨,具备多样的货物装载和大型货物运输能力。其中,天舟七号还搭载了试验载荷定制货包等大型货物,每件货物重量在100千克以上,用于空间站在轨运营、空间科学实验以及航天员的生活保障。

航天员的生活物资是必不可少的。本次天舟七号为航天员乘组准备了2400千克的物资,其中包括龙年春节年货、新鲜果蔬大礼包等,新鲜水果近90公斤。神舟十七号乘组将在太空中庆祝龙年新春,天舟七号为他们带去了龙年“盲盒”。

据介绍,中国空间站物资充足,不仅可以支持航天员的正常活动,平台的维护升级,还能够支持在轨大规模实验任务的开展。在紧急情况下,它还可以额外支持航天员驻留3个月。

精准供应

目前,中国载人航天工程建立了天地联动的物资信息系统,研发了物资设计寿命和设计使用模型,实现了精准供应,提高了效率。专家介绍,随着建造阶段任务在轨数据的增加,模型会更加精确,可以更精准地预测未来的需求,做到“缺啥补啥”,不带过多的物资,提高了补给效率。

天舟七号货运飞船首次采用3小时快速交会对接方案,相比常规的6.5小时快速交会对接方案,进一步压缩了对接时间。这为空间站运输物资提供了更高效的方式,同时减少了执行任务过程中的压力。此方案的使用也提高了货运飞船自主交会对接的能力,进一步推进了交会对接技术的发展。

在此次送货任务中,天舟七号还带上了一名“新成员”——可在轨独立更换熔断器的新型供电插座。该供电插座长宽只有10厘米见方,虽然身形娇小,但具备了快速拆装、插槽对位、不脱出锁紧等多项在轨维修功能,将对航天员在空间站的在轨用电起到举足轻重的作用。

空间站建造阶段初期,供电插座一旦发生熔断器熔断,只能进行整机更换,由航天员将供电插座带回地面返厂维修,维修成本高、周期长。随着空间站内空间科学实验逐步增加,对接于供电插座的载荷种类越来越多,用电状态和工况更加复杂,供电插座内部熔断器异常熔断的概率增加,整机返厂维修方式已不适应载人航天新需求。

为此,航天科技集团五院研制团队开展了基于微重力环境的熔断器组件维修技术研究,供电插座维修方式由“整机维修”优化为“外置器件”维修方式。采用新一代供电插座后,航天员在轨维修时,仅需像“拧螺丝”一样,摘掉供电插座外置熔断器组件、更换新的组件,即可完成维修,可大幅节约成本、缩短维修周期。

科学载荷增多

进入常态化运营后,空间科学实验在航天员工作中的比重越来越大。目前,中国空间站里有25个实验和试验机柜,新的实验模块、设备等也在不断轮换。

据报道,在天舟七号任务中,空间应用系统共上行了61件产品。其中包括16个标准货包、1套细胞上行生保支持装置、1套4℃上行微流控芯片等。这些应用物资将被送到空间站实验设施中,用于进行空间生命科学、空间材料科学、微重力流体物理与燃烧科学等33项科学实验。这些实验涉及到10个研究所和8所大学。一旦这些应用物资到达空间站,航天员将安装它们到相应的实验装置中进行实验。一些实验结果可以实时传回地面,而其他实验样本将由航天员带回地面进行进一步研究。天舟七号还搭载了多个具有重要意义的科学载荷,对未来的空间科学研究具有重要意义。

在本次天舟七号任务中,清华大学、中国科学院微生物研究所、中国科学院上海技术物理研究所和大连海事大学的科研人员共同设计了一项科学实验。他们将一种称为产甲烷菌的厌氧古菌送入中国空间站,旨在验证其是否能够在模拟火星环境和宇宙辐射的极端条件下生存。这项实验将有助于人类探索外星生命的存在与否,是一个重大的科学难题。

刘峣

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