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圖①：天舟七號(hào)模擬圖。中國(guó)航天科技集團(tuán)五院供圖

圖②：1月17日，搭載天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)遙八運(yùn)載火箭，在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火發(fā)射。

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1月17日22時(shí)27分，搭載天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)遙八運(yùn)載火箭，在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火發(fā)射，取得圓滿成功。天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船裝載了航天員在軌駐留消耗品、推進(jìn)劑、應(yīng)用實(shí)（試）驗(yàn)裝置等物資，并為神舟十七號(hào)航天員乘組送去春節(jié)年貨。

 

海南文昌，椰林深處，一道耀眼尾焰點(diǎn)亮夜空。1月17日22時(shí)27分，搭載天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)遙八運(yùn)載火箭，在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火發(fā)射，約10分鐘后，天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船與火箭成功分離并進(jìn)入預(yù)定軌道，之后飛船太陽能帆板順利展開，發(fā)射取得圓滿成功。天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船入軌后順利完成狀態(tài)設(shè)置，于1月18日1時(shí)46分，成功對(duì)接于空間站天和核心艙后向端口。交會(huì)對(duì)接完成后，天舟七號(hào)將轉(zhuǎn)入組合體飛行段。

本次任務(wù)有哪些亮點(diǎn)？天舟七號(hào)和長(zhǎng)征七號(hào)做了哪些優(yōu)化設(shè)計(jì)？本次交會(huì)對(duì)接采用何種新模式？

天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船采用3小時(shí)交會(huì)對(duì)接新模式

相比此前6艘貨運(yùn)飛船，天舟七號(hào)的“體格”更健壯、姿態(tài)更靈活、“頭腦”更聰明。

天舟貨運(yùn)飛船設(shè)計(jì)了3種滿足不同貨物運(yùn)輸需求的型譜——全密封貨運(yùn)飛船、半密封貨運(yùn)飛船和全開放貨運(yùn)飛船。天舟一號(hào)至天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船均是全密封貨運(yùn)飛船，其中天舟七號(hào)為改進(jìn)型全密封貨運(yùn)飛船，是世界現(xiàn)役貨物運(yùn)輸能力最大、貨運(yùn)效率最高、在軌支持能力最全的貨運(yùn)飛船。

據(jù)了解，天舟七號(hào)此次攜帶的航天員系統(tǒng)、空間站系統(tǒng)、應(yīng)用任務(wù)領(lǐng)域、貨運(yùn)飛船系統(tǒng)和工程總體貨物多達(dá)260余件，運(yùn)輸物資總重約5.6噸，具有裝載貨物種類多、大型貨物多的特點(diǎn)。其中，試驗(yàn)載荷定制貨包等大型貨物每件重量在100千克以上，將應(yīng)用于空間站在軌運(yùn)營(yíng)、空間在軌科學(xué)試驗(yàn)以及航天員生活保障。此外，天舟七號(hào)還為航天員乘組運(yùn)送了2400千克的生活物資，包括春節(jié)年貨、新鮮果蔬大禮包等，并對(duì)包裝設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，確保儲(chǔ)存時(shí)間更長(zhǎng)。

和以往不同，天舟七號(hào)在與火箭分離約3小時(shí)后，于空間站后向?qū)涌谕？俊Ｎ覈?guó)已驗(yàn)證實(shí)施2天、6.5小時(shí)、2小時(shí)等交會(huì)對(duì)接方案，為何本次任務(wù)采用3小時(shí)的全新交會(huì)對(duì)接模式？

專家表示，幾種方案都是在技術(shù)發(fā)展不同時(shí)期務(wù)實(shí)選擇的最優(yōu)方案。隨著技術(shù)成熟、經(jīng)驗(yàn)積累，技術(shù)人員探索出了新的最優(yōu)解3小時(shí)。3小時(shí)方案集成了2小時(shí)方案中“快”的優(yōu)勢(shì)和6.5小時(shí)方案中“可靠”的優(yōu)勢(shì)，減少對(duì)電池燃料等的需要，減輕飛控團(tuán)隊(duì)的壓力等。

據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)五院502所飛船制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)研制人員介紹，依托技術(shù)創(chuàng)新，通過調(diào)整飛船的飛行軌跡，使天舟七號(hào)與空間站的遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段縮短了一個(gè)圈次，時(shí)長(zhǎng)相應(yīng)縮減了1.5小時(shí)；在近距離導(dǎo)引段，減少或壓縮了近距離飛行流程，減少了走走停停，縮短了約2個(gè)小時(shí)。后續(xù)經(jīng)過專家評(píng)估，3小時(shí)模式有望代替6.5小時(shí)方案成為新的基本模式。

對(duì)長(zhǎng)征七號(hào)火箭本身狀態(tài)、任務(wù)流程等進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)

搭載天舟七號(hào)的，依舊是貨運(yùn)飛船的“專屬座駕”長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭。本次發(fā)射是長(zhǎng)征七號(hào)第七次與天舟飛船攜手奔赴太空。

中國(guó)航天科技集團(tuán)一院長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射隊(duì)隊(duì)員邵業(yè)濤介紹，本次發(fā)射對(duì)長(zhǎng)征七號(hào)火箭本身狀態(tài)、任務(wù)流程等進(jìn)行了一系列優(yōu)化改進(jìn)。

具體來看，長(zhǎng)征七號(hào)主控計(jì)算機(jī)經(jīng)過優(yōu)化，能更加從容地應(yīng)對(duì)臨射前可能出現(xiàn)的突發(fā)情況。再比如，為降低火箭升空后整流罩的載荷，提高火箭可靠性，研制團(tuán)隊(duì)為火箭整流罩多增加了一些排氣孔。由于發(fā)射塔架離海邊僅有1公里左右，為提升對(duì)潮濕氣候的應(yīng)對(duì)能力，長(zhǎng)征七號(hào)還首次嘗試在轉(zhuǎn)運(yùn)到發(fā)射塔架后，為整流罩穿上輕便型罩衣，盡量讓箭體與高溫、高濕、高鹽霧的外界環(huán)境隔絕。

中國(guó)航天科技集團(tuán)一院長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射隊(duì)隊(duì)員周寧介紹，長(zhǎng)征七號(hào)的“導(dǎo)航功能”也更加智能。通過迭代制導(dǎo)控制，二子級(jí)火箭將能夠根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)修正航向，將貨運(yùn)飛船送到設(shè)定位置。“我們也正在通過信息化手段進(jìn)行發(fā)射場(chǎng)工作的精細(xì)化控制。”周寧說，以往火箭的操作要求都是通過文件傳遞，過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也都是通過手抄筆記的方式記錄。如今，長(zhǎng)征七號(hào)的操作規(guī)程都采用電子形式，通過逐步確認(rèn)、分級(jí)確認(rèn)的方式，確保操作、測(cè)試的完整性與正確性。

借助數(shù)字化、精細(xì)化的質(zhì)量控制工作，長(zhǎng)征七號(hào)測(cè)發(fā)周期已從早期的近40天提升到目前的25天。邵業(yè)濤介紹，長(zhǎng)征七號(hào)正在開展5.2米整流罩的研制工作，研制人員也將不斷提高火箭故障適應(yīng)性，讓長(zhǎng)征七號(hào)成為具備故障診斷能力的“智慧火箭”。

發(fā)射塔架上，塔勤分隊(duì)展開防腐維護(hù)，保證塔架設(shè)施質(zhì)量安全可靠；高壓變電站內(nèi)，值班人員穿梭在高壓供電站一排排機(jī)組間監(jiān)測(cè)儀器參數(shù)，保障高品質(zhì)電力源源不斷輸送至發(fā)射場(chǎng)各處……文昌航天發(fā)射場(chǎng)為本次發(fā)射的圓滿完成提供了重要支撐。天舟七號(hào)任務(wù)發(fā)射區(qū)負(fù)責(zé)人張楠介紹，針對(duì)本次任務(wù)特點(diǎn)，文昌發(fā)射場(chǎng)從技術(shù)總體至分系統(tǒng)、從箭上操作至地面保障，所有崗位都開展了網(wǎng)格化、精細(xì)化分析，確保任務(wù)萬無一失。

截至目前，我國(guó)所有天舟貨運(yùn)飛船都是從文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空，這座發(fā)射場(chǎng)因此被譽(yù)為“天舟母港”。本次發(fā)射任務(wù)是文昌航天發(fā)射場(chǎng)今年的首次發(fā)射。

空間應(yīng)用系統(tǒng)通過天舟七號(hào)上行物資，支持空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)

天舟七號(hào)此行的重任，是為在軌的神舟十七號(hào)和后續(xù)的神舟十八號(hào)兩個(gè)乘組運(yùn)送補(bǔ)給物資，裝載空間和裝載重量均有不小提升。

飛船容量提升，離不開各類精密器件加量不“壓秤”的設(shè)計(jì)巧思。憑借自主程度更高、性能更穩(wěn)定的技術(shù)手段，中國(guó)電子科技集團(tuán)為天舟七號(hào)提供了更加輕量化、小型化、高精度的核心器件。

“別看這單個(gè)芯片僅有幾平方毫米，卻能在實(shí)現(xiàn)低功耗的同時(shí)兼顧高效率的輸出，極小體積可以產(chǎn)生巨大能量，為系統(tǒng)載荷的順利運(yùn)轉(zhuǎn)提供強(qiáng)大助推。”中國(guó)電子科技集團(tuán)專家表示，團(tuán)隊(duì)為貨運(yùn)飛船的關(guān)鍵器件研制配套了多款核心芯片、功放模塊、電纜等產(chǎn)品，助力塑造更加智能、輕量的飛船載荷。

本次任務(wù)中，中國(guó)航天科工集團(tuán)三院33所自主研制的石英撓性加速度計(jì)再次搭載飛船出征，它能夠在太空微重力環(huán)境下提供精準(zhǔn)的加速度測(cè)量，從而幫助飛行器實(shí)時(shí)把握姿態(tài)，成為九天之上展現(xiàn)“中國(guó)精度”的重要器件。

天舟七號(hào)還搭載了一位新“乘客”，它就是由中國(guó)航天科技集團(tuán)五院529廠研制的可在軌獨(dú)立更換熔斷器的新型供電插座。在空間站建造階段初期，供電插座的安裝方式一旦發(fā)生熔斷器熔斷，只能進(jìn)行整機(jī)更換，由航天員將供電插座帶回地面并返廠維修。該種維修方式成本高、周期長(zhǎng)，無法實(shí)現(xiàn)載人航天“低成本、可重復(fù)在軌維修”的目標(biāo)。

新型供電插座具備顯著優(yōu)點(diǎn)，航天員在軌維修時(shí)，僅需要像擰螺絲釘一樣，把供電插座外置熔斷器組件摘掉，更換新的組件即可完成，大大節(jié)約了成本和維修周期。

空間應(yīng)用系統(tǒng)在本次天舟七號(hào)任務(wù)中，為在軌實(shí)驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)載荷、實(shí)驗(yàn)單元及樣品、實(shí)驗(yàn)耗材、備品備件等上行物資，有力支持持續(xù)滾動(dòng)開展空間實(shí)驗(yàn)。據(jù)中國(guó)科學(xué)院專家介紹，本次任務(wù)共計(jì)上行產(chǎn)品61件，總重約473千克。據(jù)了解，應(yīng)用物資上行后，將轉(zhuǎn)運(yùn)至空間站實(shí)驗(yàn)設(shè)施內(nèi)開展空間生命科學(xué)、空間材料科學(xué)、微重力流體物理與燃燒科學(xué)等共計(jì)33項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

【責(zé)任編輯：俞昭君】