7.4吨快递送上太空,粽子月饼都安排上了,天舟六号当真世界第一

(天舟六号发射升空瞬间,文昌发射场的环境确实不一般)

国产天舟六号货运飞船搭乘长征七号运载火箭,从海南文昌航天发射场发射升空,顺利进入预定轨道。天舟六号货运飞担负着为中国空间站运输物资的重任,是太空之中的“快递小哥”。

天舟六号也是天舟改进型的第一艘,主要用途是为中国载人空间站提供运输物资,保障载人空间站和航天员长期在太空活动。除了单纯的载荷能力提升外,新飞船还有很多特殊设计意义重大,值得关注。

(对比之下,可以看到天舟飞船的尺寸级别)

【保障日常物资,任务不轻】

中国空间站已经在太空长期运行,航天员也定期造访空间站,进行科学试验与研究活动。保持空间站运转需要大量的物资。例如空间站需要维持轨道高度,进行轨道机动,这些都需要燃料,而这些燃料主要依靠天舟系列货运飞船来运输补给。

(天宫空间站受到稀薄大气影响,轨道会衰变,需要定期启动发动机提升)

另外航天员长期在空间站驻留,生命保障、科研活动等也需要大量的补给和设备。举一个最简单的例子,水是生命之源,一个人每天大约需要饮用1.5-2升水。以一名航天员在轨时间为180天计算,那么他至少需要360升饮用水。加上试验和清洁用水,这个数字会继续上升。这些物资都要从地面送到空间站,担负这项任务的就是天舟货运飞船。换句话说,货运飞船的能力直接决定着航天员在空间站驻留时间。

这次天舟六号飞船运输的物资中,除了燃料、航天员在轨消耗品外,还有多项空间科学实验设备,在为航天员送去的食品中,不仅有新鲜水果,还有一些为端午节和中秋节准备的节日食品,包括粽子和月饼等。

(为了保持精力与体力,航天员需要保证日常的饮食量和饮水量)

【送货能力,世界第一】

为了最大限度提高航天员在轨驻留时间,天舟货运飞船特点就是“体大力沉”。飞船全长10.6米,最大直径3.35米,发射重量13.5吨,其中载荷就高达6.5吨。从这些数据我们可以知道天舟货运飞船不但体型大于神舟系列载人飞船,甚至比天宫二号的空间试验室还要大。实际上,天舟系列货运飞船是中国体积最大、重量最重的单体航天器。

(天舟六号飞船外形简洁,但内部结构很复杂)

天舟六号货运飞船是天舟改进型货运飞船第一艘,它的主要改进方向就是提高载荷能力,将载货能力提高到7.4吨,上行载货比高达0.53。这个指标在当今服役的货运飞船之中没有对手,妥妥的世界第一。

俄罗斯的进步系列货运飞船每次只能载货2到3吨,只有天舟六号的30%左右,日本的HTV飞船,美国Space X的龙飞船上行载荷能力都在6吨左右,也要低于天舟系列货运飞船。前面说过货运飞船能力越强,航天员在空间站驻留时间越长,此次天舟六号货运飞船运输的物资,可以保障3人航天组在空间驻留270天。

(天舟六号储存箱布局图,可见“快递柜”塞得满满当当)

【能送大尺寸设备,保障实验迭代】

天舟六号飞船不仅增加了载荷,还增加了大件、特大件设备的运送能力,这是为了空间实验设备准备的。为此天舟六号对内部结构和舱室布局进行了优化设计,拓展了一部分空间,不但提高了散装物品的运载能力,也让大件和特大件设备运载更加方便。

(天舟飞船新旧型号对比,内部打通后,可用空间大幅提升)

例如天舟六号密封舱空间更大,后锥段密封舱也能进人了,为此货舱空间增加了4立方米左右,装载能力增加了1.2吨。此次天舟六号货物之中就包括空间站使用的电推进氙气瓶组件,它的重量达到160公斤,这可不是什么小物件。电推进氙气瓶组件这类大型设备的整件的=运输,标志着天舟货运飞船的大件运输能力得到显著增强,不再像以前那样需要散件运输,需要航天员在太空组装,使用上更加快捷。

(航天员查收快递,有些设备需要现场组装)

此外,允许大型装备进出,也更方便天宫上的实验设备更新与迭代,实验设备自然是越大功能越多、越复杂。实验设备的快速迭代,可确保中国空间站的微重力等实验更高效,可以更快的追赶和超越国外空间站已进行数十年的实验成果。

(天宫完成首次液态金属空间热管理在轨试验。天舟可及时将新实验设备送上太空)

【未来目标是重复使用】

不过天舟货运飞船也有改进和完善的地方,那就是它还不具备重复使用能力,无法把空间站的一些设备和材料带回地球。美国Space X公司的“龙”货运飞船,已具备重复使用的能力,其中龙系列货运飞船第一代大约可以重复使用3次,第二代可复用6次。

(天舟飞船在减速后,会坠入大气层,发动机和电子设备都将烧毁)

重复使用的货运飞船为了降低飞船着陆时的速度和冲击力,降低了一部分的载荷能力,看上去似乎并不划算,但同时也能减少飞船的使用成本,需要在发射成本和使用成本上寻找一个平衡点。对于国产货运飞船来说,重复使用是航天活动的大趋势,长期发射使用的航天器都要考虑复用功能,以提高经济性。

(龙货运飞船返回地球后,被打捞上船,准备整修后下次使用)

天舟系列货运飞船尺寸和重量较大,货运能力强,如同一辆重型卡车,但也带来任务灵活性相对弱的缺憾,可以说是“幸福的烦恼”。我们或许可以考虑在天舟系列中,发展一型运力相对较小的货运飞船,然后实现重复使用能力,在运力要求较低的任务中,充当太空版“五菱宏光”。

(天舟运力,已经位居常见货运飞船之首)

这样在执行补给任务时,我们就有多款货运飞船可选择,比如定期大批量补给就用“大卡车”,临时的小批量补给和设备更换就用“五菱宏光”,灵活性更强,也能降低整体使用成本。

随着中国载人空间站建设深入,我们还会看到更多、更先进的国产飞船在太空之中忙碌,而货运飞船就是其中最忙碌的一类。

展开阅读全文

页面更新:2024-03-21

标签:太空   载荷   航天员   运力   大件   空间站   天宫   飞船   粽子   月饼   中国   货运   快递   物资   能力   系列   设备   空间

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight 2020-2024 All Rights Reserved. Powered By 71396.com 闽ICP备11008920号-4
闽公网安备35020302034903号

Top