天舟一號五大亮點四大任務是什么？天舟一號運貨能力世界第一（2）

亮點三：太空對接技術從“普列”時代跨入“高鐵”時代

從20世紀60年代至今，人類已經進行了上百次交會對接活動。我國于2011年～2016年分別實現了神舟八號、九號、十號與天宮一號，神舟十一號與天宮二號的交會對接任務，中國成為了繼美國、俄羅斯之后第三個獨立掌握近地軌道交會對接技術的國家。

目前，2天～3天交會對接策略是地面向國際空間站運送航天員的主要方式，包括聯盟飛船、航天飛機與國際空間站及神舟飛船均采用了此方式。但從2012年起，俄羅斯科學家分別采用進步號貨運飛船和聯盟號載人飛船與國際空間站成功實施了7次快速交會對接試驗，飛船從入軌到對接成功僅用時6個小時，快速交會對接也逐漸成為國際航天領域的“時尚”方式。

“以往神舟飛船的交會對接從發(fā)射到具備交會對接條件需要大約2天時間，飛船需繞地球30多圈，過程中還需要大量的人工參與。”徐小平表示，“本次驗證的快速交會對接，從入軌到對接成功僅需要幾個小時，飛幾圈就可以了，且以飛船的自主制導和控制為主。”一個形象的比喻是，天舟一號跨出了從“普通列車”邁向“高鐵”的一大步，能做到更快、更舒適、更穩(wěn)妥地運輸貨物。

那么這種“快速”有什么意義呢？

從任務角度來說，快速交會對接還可保障科研用品，特別是生物制劑等無法經歷長期運輸的貨品盡快送達空間站，這對某些試驗可能是至關重要，甚至是決定性的。

亮點四：型譜化設計讓飛船家族“人丁興旺”

我國航天界較早使用“型譜”概念的是運載火箭，然而，勇敢邁出載人航天器型譜化設計第一步的則是天舟一號貨運飛船。

在我國載人航天器設計領域，從神舟一號到神舟十一號的設計中，設計師們聚焦“載人”這一最主要的特點，用十一戰(zhàn)十一捷的成績，打造了安全、可靠、穩(wěn)定的載人飛船。但是，神舟系列飛船的設計理念，并不能稱為“型譜化”。

所謂“型譜化”，并不是將已有的不同規(guī)格的同類產品簡單羅列、組合，或者不斷改進現有產品的特性、功能，而是以最少數目的不同規(guī)格產品為標志的、能滿足較長時期及一定范圍內全部使用要求的產品系列。

據介紹，針對運輸的貨物的不同類型和需求，天舟系列貨運飛船設計了“全密封”、“半開放”、“全開放”三種型譜。

其中，全密封貨運飛船主要用于運輸航天員消耗品、密封艙內設備與試驗載荷；半密封貨運飛船除了可以運輸密封艙內貨物外，還可以滿足包括太陽電池翼等艙外物資的運輸需求；全開放貨運飛船主要用于大型艙外貨物的運輸。

貨運飛船由推進艙和貨物艙組成，按照模塊化思路搭建平臺型譜，設計有推進艙模塊、密封貨物艙模塊、半密封半開放貨物艙模塊和全開放貨物艙模塊。推進艙模塊公用，貨物艙模塊則根據任務要求選擇。不同的貨物艙模塊與推進艙模塊組合，構成“全密封”、“半開放”和“全開放”貨運飛船。模塊化設計提高了貨運飛船任務適應能力，便于任務拓展，飛船建造類似于搭“積木”。模塊間技術和產品實現共享和通用，降低了研制成本，縮短了周期，可以通過有限的飛行試驗快速提高平臺可靠性。

作為首發(fā)貨運飛船，天舟一號設計為全密封型譜狀態(tài)。在建設航天強國的征途上，天舟一號貨運飛船開啟了載人航天器型譜化設計先河，巧妙解決了載人航天器高風險、高標準、高要求與小子樣之間的矛盾，讓載人航天器的設計更規(guī)范化、更具有預見性，是載人航天器通用化、批量產、系列化發(fā)展的要求和未來趨勢所在。

亮點五：主動離軌不給太空“添堵”

自1957年蘇聯發(fā)射人類第一顆人造衛(wèi)星以來，被送入太空的航天器數量越來越多，現在，茫茫太空已經呈現出一番群“星”閃耀的景象。但隨著人類航天活動的推進，太空垃圾開始成為令人頭疼的問題。根據美國國防部公布的信息，直徑10厘米左右的太空物體的數量約為39000個，直徑大于1厘米小于10厘米的太空物體大約50萬個，加上6000多顆人類發(fā)射的衛(wèi)星，地球近地軌道的太空早已被密密麻麻的太空物體包圍。太空物體運行速度非?？?，即使1厘米的碎片撞擊到航天器，也會給航天器帶來滅頂之災。

太空垃圾和在軌現役航天器相撞的例子并不鮮見。1994年，一個火箭發(fā)動機上的碎片擊中一顆名為“櫻桃”的法國衛(wèi)星，導致衛(wèi)星偏離正常軌道。2009年，美國“銥星33”通信衛(wèi)星與俄羅斯廢棄多年的“宇宙2251號”在太空相撞，兩顆衛(wèi)星都粉身碎骨，這是人類歷史上首次衛(wèi)星之間的大相撞事件。太空垃圾“肇事”不僅會讓現役航天器失效，造成經濟損失，還會碰撞出更多的太空垃圾，進一步惡化太空環(huán)境。

目前，世界上不少國家都在研究如何減少太空垃圾，其中，航天器主動離軌技術有助于減少太空垃圾。徐小平介紹稱，天舟一號將在飛行任務結束后，經由地面飛控工作人員決策，實施主動離軌，通過兩次降軌控制，受控地墜落于南太平洋指定區(qū)域。

相較于一般衛(wèi)星在使命完成后，隨著推進劑的消耗殆盡，而緩慢降軌，最終在大氣層燒毀的結束方式，天舟一號首次采用主動離軌方式，并能受控地落到預定區(qū)域，既避免自身成為太空垃圾、避開離軌過程中的不可控因素，又能為打造潔凈、安全的太空環(huán)境作出自己的貢獻。