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天舟一号[编辑]


概述
天舟一号是由中国空间技术研究院(中国航天科技集团五院)研制的天舟号货运飞船的第1艘,也是中国首艘货运飞船。于2017年4月20日19时41分在海南文昌航天发射场由长征七号遥二运载火箭发射升空。

天舟一号为天舟一号货运飞船,是由中国空间技术研究院(中国航天科技集团五院)研制的一款货运飞船,也是中国首个货运飞船。天舟一号具有与天宫二号空间实验室交会对接、实施推进剂在轨补加、开展空间科学实验和技术试验等功能。天舟一号任务则作为我国空间实验室任务的收官之战。

一、研制背景

神舟十号任务完成后,中国载人航天工程全面进入空间实验室和空间站研制阶段。而在空间实验室阶段,将突破并验证推进剂补加技术、再生式环控生保技术等关键技术,为空间站建造奠定基础。

2016年9月15日,天宫二号发射成功,将用于进一步验证空间交会对接技术及一系列空间试验,这标志着我国全面进入空间实验室和空间站任务实施阶段为了对空间实验室中航天员长期驻留和空间科学实验进行支持,需要通过货运飞船进行货物补给。

自此中国开始了对货运飞船的研制也就有了今天的天舟一号。中国的天舟一号货运飞船基于神舟飞船和天宫一号的技术研发,只运货不运人,货物运载量将是俄罗斯进步号无人货运飞船的3倍,在功能、性能上都处于国际先进水平

二、研制历程

2014年5月,货运飞船测控与通信分系统在北京开展了货运飞船宽波束中继终端对接试验。

2014年8月7日至8日,货运飞船完成了测控与通信分系统中继天线在整船上的展开转动和无线试验。

2015年3月,货运飞船对接机构正样产品开始部组件装配。

2015年6月初,对接机构完成总装。

2015年7月底,货运飞船对接机构正样产品完成所有验收测试试验项目,在北京顺利交付总体验收。

2015年12月25日,空间应用系统天舟一号任务总体通过了院级初样研制总结暨转正样评审。

2016年3月14日,有效载荷正样备份件按要求完成研制,并通过相关环境试验及空间应用系统的验收。

2016年3月15日-30日,空间应用系统组织开展有效载荷正样备份件系统联试,经历15天,完成了各有效载荷入网测试、综合测试、故障测试和模飞测试,初步覆盖了发射场测试和在轨飞行等阶段工况,各有效载荷工作正常,科学数据、图像数据、视频数据采集、处理、下行均正常。

2016年4月6日,有效载荷正样备份件通过了货运飞船系统组织的载荷接口认证测试,并于4月8日前将正样备份件产品交付货船系统。

2016年4月起,天舟一号货运飞船开始进行总装测试。

2017年1月12日,我国自主研制的首个货运飞船天舟一号通过出厂评审。

三、基本参数


天舟一号为全密封货运飞船,采用两舱构型,由货物舱和推进舱组成。全长10.6米,最大直径3.35米,起飞质量约13吨,太阳帆板展开后最大宽度14.9米,物资运输能力约6.5吨,推进剂补加能力约为2吨,具备独立飞行3个月的能力。

四、亮点

  1. 天舟“肚大能装货”
  2. 首次挑战“零窗口”发射
  3. 首次实施“太空加油”
  4. 航天器全自主快速对接
  5. 首次主动离轨受控陨落

五、研制单位

天舟一号由中国空间技术研究院研制。

中国空间技术研究院(中国航天科技集团公司五院)成立于1968年2月20日,隶属中国航天科技集团公司,是中国主要的空间技术及其产品研制基地,中国空间事业的骨干力量。

中国空间技术研究院主要从事空间技术开发、航天器研制,空间领域对外技术交流与合作,航天技术应用等业务,参与制定国家空间技术发展规划,研究有关探索、开发、利用外层空间的技术途径,承接用户需求的各类航天器和地面应用设备的研制业务并提供相应的服务。

根据2016年4月研究院官网显示,研究院有职工20000余人,4名中国科学院专职院士,4名中国工程院专职院士;有国家质量检测中心1个,国防科技重点实验室6个,国家重点实验室4个;有博士学位授权一级学科2个,博士学位授权二级学科1个,硕士学位授权一级学科8个,硕士学位授权二级学科4个,博士后流动站3个。

2016年12月11日,中国空间技术研究院的中国探月工程探测器系统项目获得第四届中国工业大奖。

六、发射地点

于2016年6月25日从中国文昌航天发射场首次成功发射,这也是文昌航天发射场的首次发射任务。

七、运载火箭

长征七号运载火箭(英文:Long March 7,缩写:CZ-7),是中国运载火箭技术研究院(航天一院)为总体研制单位研制的新型液体燃料运载火箭。其前身是长征二号F换型运载火箭(缩写:CZ-2F/H)。

长征七号是中国载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的新一代中型运载火箭。箭体总长53.1米,芯级直径3.35米,捆绑4个直径2.25米的助推器。

长征七号采用“两级半”构型,近地轨道运载能力不低于14吨,700公里太阳同步轨道运载能力达5.5吨, 预计将于2017年4月送天舟一号货运飞船升空与天宫二号对接。预计到2021年火箭各项技术趋于成熟稳定时,将逐步替代现有的长征二号、三号、四号系列,承担中国80%左右的发射任务。

八、飞行计划

按计划,天舟1号在发射入轨两天后,与天宫2号完成首次交会对接。之后,天舟1号与天宫2号组成的组合体将进行2个月的在轨飞行。完成3次推进剂在轨补加试验,同时测试天舟1号货运飞船对组合体的控制能力。这一阶段任务完成之后,天舟1号飞船撤离天宫2号,从另一侧与天宫2号进行二次对接。

完成绕飞试验以后,天舟1号就与天宫2号再次分离,两个飞行器将独立飞行3个月,这期间,天舟一号主要完成搭载的空间科学试验。而在这3个月的末期,天舟一号还要与天宫2号进行最后一次对接,验证自主快速交会对接技术,要求两个航天器在6个小时左右实现对接。

期间,天舟1号工作时间将达到半年左右。在完成既定任务后,天舟一号将受控离轨,陨落至预定安全海域。

九、现实意义

天舟一号飞行任务,是载人航天工程空间实验室飞行任务的收官之战,对于空间站工程后续任务顺利实施具有极为重要的意义。天舟一号任务的圆满成功,突破和检验了空间站货物运输、推进剂在轨补加等关键技术。标志着我国载人航天工程第二步胜利完成,也正式宣告中国航天迈进“空间站时代”。
天舟一号任务突破和掌握推进剂在轨补加技术,填补了我国航天领域的空白,实现了空间推进领域的一次重大技术跨越,为我国空间站组装建造和长期运营扫清了能源供给上的障碍,使我国成为世界上第三个独立掌握这一关键技术的国家。
天舟一号填补了我国空间货物运输系统空白。我国载人航天工程实施25年来,先后建立了载人天地往返、交会对接、空间实验室等核心系统。天舟一号任务的完成将使中国具备向在轨运行航天器补给物资、补加推进剂的能力。这一能力,是确保未来中国空间站在轨长期载人飞行的基本前提。空间货物运输系统,是空间站建造的关键要素和重要基础之一。
天舟一号填补了我国载人航天器型谱化设计空白。天舟系列货运飞船作为空间货物运输的航天器,按照模块化思路搭建平台型谱,不同的货物舱模块与推进舱模块组合,构成“全密封”“半开放”和“全开放”货运飞船,有利于今后的货运飞船区别不同类型的货物运输需求进行针对性生产。
天舟一号开创了载人航天任务天基测控体制为主的飞行控制先河。在过往的载人航天任务中,对航天器的跟踪、测控以及在轨异常的及时监测处置,主要依赖陆基测控站和海基测量船。

 

参考资料:
扩展阅读: 央视新闻:快讯!中国#天舟一号飞船#与天宫二号空间实验室顺利完成自动交会对接。转!为中国航天加油! 4月22日12时23分,天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成自动交会对接。这是天宫二号自2016年9月15日发射入轨以来,首次与货运飞船进行的交会对接。 在科技人员精确控制下,天舟一号货运飞船经多次变轨,于22日10时02分转入自主控制状态,以自主导引控制方式向天宫二号空间实验室逐步靠近。 经北京航天飞行控制中心就对接准备状态进行最终确认,天舟一号开始向天宫二号缓缓靠拢。12时16分,天舟一号与天宫二号对接环接触,在按程序顺利完成一系列技术动作后,对接机构锁紧,两个飞行器建立刚性连接,形成组合体。 随后,天舟一号与天宫二号进入组合体飞行阶段,将按计划开展推进剂在轨补加,以及空间应用和航天技术等领域的多项实(试)验。
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创建者: 商惠萍

最近更新:2017/4/21 1:52:27

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