北京時(shí)間11月15日23時(shí)13分，搭載天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)遙九運(yùn)載火箭點(diǎn)火升空，順利將飛船送入預(yù)定軌道，我國(guó)載人航天工程2024年發(fā)射任務(wù)圓滿收官。隨后，天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船與中國(guó)空間站成功“握手”，新一批“家鄉(xiāng)貨”順利運(yùn)抵“天宮”。

本次任務(wù)有哪些看點(diǎn)？記者采訪了有關(guān)專家。

新本領(lǐng)

長(zhǎng)征七號(hào)火箭備用箭可在3個(gè)月內(nèi)再發(fā)射

執(zhí)行本次發(fā)射任務(wù)的長(zhǎng)征七號(hào)火箭是我國(guó)新一代高可靠、高安全、綠色無污染的中型運(yùn)載火箭，近地軌道運(yùn)載能力達(dá)14噸。本次任務(wù)中，長(zhǎng)征七號(hào)火箭團(tuán)隊(duì)持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)品化改進(jìn)及工藝可靠性提升工作，降低任務(wù)成本的同時(shí)，進(jìn)一步縮減了發(fā)射后的恢復(fù)時(shí)間。

據(jù)了解，近期海南臺(tái)風(fēng)天氣頻發(fā)，而運(yùn)載火箭點(diǎn)火升空后，先要穿越大氣層，再飛向太空。就在大氣層飛行的這短短幾分鐘里，火箭會(huì)遭受強(qiáng)烈的氣流沖擊，如果風(fēng)速過大，就可能導(dǎo)致箭體變形甚至解體。

中國(guó)航天科技集團(tuán)科研人員馬忠輝介紹，每次火箭發(fā)射前，技術(shù)人員都會(huì)對(duì)火箭飛行空域進(jìn)行氣象測(cè)量，根據(jù)測(cè)量到的“高空風(fēng)”的風(fēng)向和風(fēng)速，判斷火箭采用哪種飛行彈道其箭體所受的“高空風(fēng)”最小。

此外，長(zhǎng)征七號(hào)火箭安裝了一個(gè)應(yīng)對(duì)“高空風(fēng)”的敏感裝置，讓它能靈敏地感知到當(dāng)前處于什么樣的風(fēng)環(huán)境。因此，火箭穿越大氣層時(shí)，是一邊飛行，一邊“聽”風(fēng)，實(shí)時(shí)測(cè)量箭體側(cè)向承受的氣動(dòng)力矩，及時(shí)調(diào)整飛行方向和姿態(tài)，主動(dòng)減小風(fēng)載荷對(duì)火箭箭體結(jié)構(gòu)造成的影響，讓火箭飛行更安全、更“舒服”。長(zhǎng)征七號(hào)火箭應(yīng)用的這種減載控制方法，大幅提高了我國(guó)運(yùn)載火箭在大氣層內(nèi)的飛行安全，也提高了氣象突變情況下火箭的適應(yīng)能力和結(jié)構(gòu)可靠性。

馬忠輝表示，為適應(yīng)載人航天工程應(yīng)急發(fā)射專項(xiàng)要求，后續(xù)，執(zhí)行空間站貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù)的長(zhǎng)征七號(hào)火箭都將設(shè)置一枚備用箭，一旦需要，長(zhǎng)征七號(hào)火箭可在3個(gè)月內(nèi)再次完成一次發(fā)射任務(wù)，確保空間站正常運(yùn)行。

新空間

天舟貨運(yùn)飛船臨射貨物裝載能力提升

天舟貨運(yùn)飛船主要任務(wù)是為空間站運(yùn)輸貨物和補(bǔ)加推進(jìn)劑，并將空間站廢棄物帶回大氣層燒毀，同時(shí)支持空間站姿軌控和開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)。天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船是空間站應(yīng)用與發(fā)展工程階段組批生產(chǎn)的第三艘貨運(yùn)飛船，為4貯箱改進(jìn)型全密封狀態(tài)，攜帶了可支持3名航天員在軌9個(gè)月的生活物資、平臺(tái)設(shè)備、推進(jìn)劑和科學(xué)載荷。

和之前的貨運(yùn)飛船相比，天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船有哪些不同？

天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船有一個(gè)柱段的側(cè)操作口，可以作為部分特殊貨物和臨射貨物的進(jìn)艙通道及裝載空間。從天舟二號(hào)到天舟七號(hào)，這里都固定安裝了冷鏈設(shè)備和裝載了大型上行設(shè)備的軟貨包。軟貨包和冷鏈設(shè)備之間設(shè)有立板阻隔。

中國(guó)航天科技集團(tuán)七院七部有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，為了適應(yīng)科學(xué)家利用空間微重力和宇宙輻射等環(huán)境開展空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)的新需求，需要大量科學(xué)載荷上行，天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船為了充分利用側(cè)操作口，提出了擴(kuò)展貨格裝貨方案——就是在保證冷鏈設(shè)備的總裝、電、遙測(cè)接口不變的情況下，將原有的軟包和中間立板空間作為拓展貨格，用于新鮮果蔬、短保質(zhì)期食品和空間技術(shù)試驗(yàn)樣品的安裝。

科研人員積極響應(yīng)改進(jìn)方案，開展了一系列的力學(xué)、總裝、工效學(xué)試驗(yàn)驗(yàn)證工作，實(shí)施滑動(dòng)軌道接口方案，將裝載冷鏈貨物后的冷鏈設(shè)備移動(dòng)到側(cè)操作口旁邊，留出可臨射裝貨空間。當(dāng)飛船在發(fā)射前呈現(xiàn)豎直狀態(tài)時(shí)，總裝工人就可以在發(fā)射塔架上實(shí)現(xiàn)冷鏈設(shè)備的快速移動(dòng)和拓展貨格貨物的安裝。

為了更好利用這個(gè)臨射拓展貨格的空間，科研人員還設(shè)計(jì)了全新的貨物裝載接口，新設(shè)計(jì)了4個(gè)規(guī)格貨包，提升了0.3立方米的臨射裝載空間。

航天員長(zhǎng)期駐留，對(duì)貨運(yùn)飛船的保障及時(shí)性進(jìn)一步提出了要求。為此，天舟貨運(yùn)飛船團(tuán)隊(duì)通過升級(jí)制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)控制器軟件、優(yōu)化飛行程序設(shè)計(jì)、精細(xì)能量平衡分析等手段，進(jìn)一步提高了發(fā)射和飛控任務(wù)實(shí)施靈活性，具備每天均可發(fā)射的能力。

此外，中國(guó)航天科工集團(tuán)自主研制的系列技術(shù)產(chǎn)品也為天舟八號(hào)發(fā)射任務(wù)圓滿成功提供了重要保障。

中國(guó)航天科工集團(tuán)有關(guān)專家介紹，他們自主研制的固定式脈沖測(cè)量雷達(dá)，能實(shí)時(shí)掌握火箭上升段運(yùn)行狀態(tài)，為指揮控制中心提供火箭的距離、方位、俯仰等坐標(biāo)信息和速度信息。同時(shí)，自主研制的石英撓性加速度計(jì)能夠在太空微重力環(huán)境下精準(zhǔn)測(cè)量飛行器的加速度，幫助飛行器實(shí)時(shí)把控姿態(tài)。

為保障天舟八號(hào)發(fā)射任務(wù)，中國(guó)電子科技集團(tuán)支撐打造了安全可靠的“測(cè)控通信網(wǎng)”。時(shí)間精準(zhǔn)對(duì)火箭發(fā)射來說至關(guān)重要，中國(guó)電子科技集團(tuán)研制的T0控制臺(tái)，提供火箭發(fā)射的倒計(jì)時(shí)、反饋運(yùn)載火箭的點(diǎn)火和起飛時(shí)刻，并分發(fā)到通信、測(cè)量和控制等系統(tǒng)。通過接收T0控制臺(tái)發(fā)來的起飛時(shí)間，時(shí)統(tǒng)設(shè)備承擔(dān)“時(shí)間指揮官”角色，廣泛部署在發(fā)射中心、飛控中心、衛(wèi)星測(cè)控中心及各測(cè)控站、測(cè)量船上，使分散在各地的設(shè)備在統(tǒng)一時(shí)間基準(zhǔn)下同步工作，其精確性達(dá)到3000年誤差不超過1秒。

新貨物

80余件產(chǎn)品，涉及36項(xiàng)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)

由中國(guó)科學(xué)院牽頭負(fù)責(zé)的空間應(yīng)用系統(tǒng)，隨天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船向空間站上行了涉及空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、空間材料科學(xué)、微重力流體物理與燃燒以及空間應(yīng)用新技術(shù)試驗(yàn)等領(lǐng)域的36項(xiàng)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)的80余件產(chǎn)品，總重量約458公斤。涵蓋實(shí)驗(yàn)載荷、實(shí)驗(yàn)單元及樣品、實(shí)驗(yàn)耗材、備品備件等在軌實(shí)驗(yàn)保障物資及共用支持類應(yīng)用物資。

空間應(yīng)用系統(tǒng)天舟貨運(yùn)飛船總體主任設(shè)計(jì)師、中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用中心研究員劉偉介紹，在空間生命科學(xué)與生物技術(shù)領(lǐng)域，利用生命生態(tài)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，將首次在空間站開展亞磁—微重力對(duì)果蠅基因、行為和生存繁衍的影響研究。此外，還將利用應(yīng)用載荷通用支持平臺(tái)開展蛋白質(zhì)結(jié)晶等實(shí)驗(yàn)，以期在微重力條件下獲得地面結(jié)晶困難的重要蛋白質(zhì)晶體等。

劉偉介紹，在空間材料科學(xué)領(lǐng)域，將利用無容器材料實(shí)驗(yàn)柜和高溫材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜開展鎢基合金等10余種金屬、非金屬材料的深過冷凝固及關(guān)鍵物性研究等，為指導(dǎo)新型高性能合金設(shè)計(jì)、大尺寸高性能晶體地面制備提供技術(shù)支撐；還將利用艙外暴露平臺(tái)開展模擬月壤、空間薄膜太陽電池防護(hù)等材料的空間性能演化研究，預(yù)期成果將推動(dòng)高性能太陽電池防護(hù)材料、月球基地建設(shè)材料的空間應(yīng)用。

在微重力流體物理與燃燒科學(xué)領(lǐng)域，利用流體物理實(shí)驗(yàn)柜，重點(diǎn)圍繞流體動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用、軟物質(zhì)非平衡動(dòng)力學(xué)及先進(jìn)軟物質(zhì)技術(shù)與應(yīng)用等方面開展在軌實(shí)驗(yàn)，為推動(dòng)空間流體管理、特殊功能軟物質(zhì)等相關(guān)航天技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展提供支持。利用燃燒科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，重點(diǎn)圍繞近可燃極限和基礎(chǔ)燃燒研究開展在軌氣體燃燒實(shí)驗(yàn)，為發(fā)展燃燒基礎(chǔ)理論和深入理解動(dòng)力系統(tǒng)及相關(guān)領(lǐng)域燃燒的重要機(jī)理提供支持。

劉偉表示，在空間應(yīng)用新技術(shù)試驗(yàn)領(lǐng)域，利用元器件與組件艙外通用試驗(yàn)裝置，開展自主可控新型存儲(chǔ)芯片的可調(diào)節(jié)抗輻照能力在軌驗(yàn)證等試驗(yàn)，研究元器件與部組件的空間環(huán)境可靠性物理機(jī)理及失效機(jī)理，為新型元器件與組件的研發(fā)提供技術(shù)支撐。

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