天舟四号成功发射 中国空间站全面建造阶段揭幕

　据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2022年5月10日1时56分，搭载天舟四号货运飞船的长征七号遥五运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，约10分钟后，飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，2时23分，飞船太阳能帆板顺利展开工作，发射取得圆满成功。后续，天舟四号货运飞船将与在轨运行的空间站组合体进行交会对接。2022年我国空间站建造大幕正式拉开。

　　中国工业报获悉，这是我国载人航天工程的第22次发射任务，是空间站建设从关键技术验证阶段转入在轨建造阶段的首次发射任务，也是长征系列运载火箭的第420次飞行。

图为搭载天舟四号货运飞船的长征七号遥五运载火箭（吴桐小雨 高文豪 摄影）

　　长七火箭与天舟飞船第四次携手

　　航天员要在空间站长期驻守，吃、穿、用，乃至呼吸所需的物资，都要由货运飞船及时送到空间站，空间站维持正确轨道所需的燃料也靠货运飞船送达。要将载有大批物资的货运飞船按时送入太空，就必须有运力足、“力气”大、可靠性高的运载火箭。

　　据悉，执行天舟四号发射任务的长征七号遥五运载火箭由中国运载火箭技术研究院（以下简称“火箭院”）抓总研制，是我国新一代中型液体运载火箭，也是专门为建造空间站、发射货运飞船而研制的运载火箭，因此也被称作载人航天的“货运专车”。

　　据火箭院长七火箭总体主任设计师邵业涛介绍，本次是长七火箭与天舟系列货运飞船第四次携手奔赴太空，“快递小哥”与它的“乘客”已十分“默契”，火箭总体技术状态也逐渐趋于稳定，飞行可靠性评估值达0.9838这一国际先进水平。

　　任务中，火箭共有射前流程优化和可靠性提升等17项技术状态变化。其中包括，在发射日并行加注液氧煤油，减少了射前准备时间、降低了对人员设备气象保障等条件的要求、提高了发射可靠性；合并第一次总检查与真增压匹配测试，确保测试覆盖性的同时，减少重复性测试；部分箭上器件装箭后运往发射场、部分测试项目出厂前进行……通过这一系列举措，火箭测发周期减少了4天，由原来的31天缩减到27天。这也是长七火箭首次实现在一个月完成测试、发射。

　　火箭发动机开展了工艺可靠性提升更改，活动发射平台摆杆及防风减载装置也进行了改进、更换，进一步提高了可靠性。

　　质量工作方面，本发火箭严格产品制造、验收及总装测试质量控制，研制过程中未发生质量问题。火箭出厂前，开展了增压输送系统密封性控制、强化预案完备精细、地面设备质量控制、接口专项质量复查、发射场过程质量控制、工程总体质量专项检查、软件质量控制和空间站工程特殊举措等8个专项质量复查工作，均采取了针对性措施。

　　如对增压输送系统将近1300处气密部位进行氦质谱检漏，使漏率指标检测水平提升1至2个数量级；开展采取防水、防潮、防盐雾加严举措，确保火箭适应海南高湿、高盐雾的气候条件；针对低温设备，尤其是服役时间较长的，按照最新检测标准进行全面检测，备足备件，以防万一。预案方面，结合本次任务特点和火箭技术状态变化，共制定500余项预案，其中包括针对加注日、发射日以及并行加注等关键节点和关键流程的全箭重大预案73项，确保预案精细完备。

　　2022年是中国载人航天工程立项实施30周年，也是空间站建造决战决胜之年。根据任务安排，全年共实施6次飞行任务，将通过长征二号F、长征五号B、长征七号三型运载火箭发射空间站问天舱、梦天舱、两艘天舟货运飞船、两艘神舟载人飞船，任务更密集、使命更艰巨、责任更重大。执行首战的长七火箭以完美的结果，为长征二号F和长征五号B运载火箭开了一个好头。

　　对接机构迎大考 将再现“太空之吻”

　　作为空间站建造阶段的“首艘船”，天舟四号也烙下了深深的上海印记。据悉，中国航天科技集团八院承担着电源分系统、对接机构分系统、推进舱结构与总装、测控通信子系统、总体电路分系统推进舱电缆网的研制工作。

　　兵马未动，粮草先行。天舟四号作为我国空间站建造阶段的第一艘飞船，成功跑出了我国空间站建造接力赛的“第一棒”，为空间站送去支持3名航天员6个月的在轨驻留物资、空间站备份设备、空间科学载荷等货物。为了装得更多，天舟货运飞船共设计了20多种不同尺寸规格、不同形状的货包，充分利用货舱内的每一寸空间。同时，天舟四号还装满了推进剂，对接成功后将变身天宫“加油站”，为空间站的在轨运行提供燃料补充。停靠期间，天舟四号将按计划开展多项在轨试验。

　　入轨后，天舟四号将采用快速自主交会对接模式，在空间站组合体后向进行对接，从“发货”到“签收成功”仅需要几个小时。为了保障货舱内的“时鲜货”第一时间到达，天舟货运飞船的对接机构也做好了充分的准备。苍茫太空、万里穿针，对接机构将精准、安全、可靠再现“太空之吻”。

　　据中国航天科技集团八院设计师介绍，我国空间站的建造犹如“搭积木”，而连接起各个舱段的“关节”正是对接机构。自2011年我国实现首次空间交会对接以来，我国已成功实现18次精准对接（不含天舟四号这次），为我国空间站建造奠定了坚实的技术基础。

　　2022年，对接机构更要迎来一场“大考”，将先后迎接问天、梦天两个实验舱的到来。在对接机构设计之初，中国航天科技集团八院805所对接机构分系统设计师充分考虑到未来空间站建造需要适应8-180吨各种吨位、各种方式的对接，包括偏心对接。特别是在对接过程中将会产生巨大的对接能量，对于对接机构的缓冲耗能能力提出很高的要求。为了让两个重量级的航天器在对接时可以“轻盈优雅”，设计师们通过大量的技术攻关和方案论证，系统性提出了可控阻尼的控制思路。通过可控阻尼器单机产品、改进型传动缓冲对接机构产品以及分系统级的整机、缓冲等全覆盖的考核措施，既不影响原捕获性能、方便捕获，又可以消耗对接机构捕获后产生的巨大撞击能量，成功突破了空间站建造的这项关键技术。

　　值得一提的是，两个实验舱发射成功后，经状态调整和转位，将长期“停泊”于空间站，成为航天员在空间站工作、生活的主要场所，而此时的对接机构就是航天员往返于工作生活区的重要通道。为了将三个舱段长期紧密固定在一起，对接机构必须保证锁得牢、锁得紧。在实验舱对接机构捕获缓冲子系统成功捕获核心舱后，对接环将实验舱和核心舱拉近到对接框接触的位置。随后，实验舱的对接机构启动12把对接锁工作，与核心舱对接机构共同完成对接锁的锁紧并处于自锁状态，防止外力作用下非正常解锁。同时，在锁紧的过程中，对接机构对接框面的密封圈被压紧，形成密封的连接通道，完成密封工作，为航天员在空间站的工作生活提供一个安全环境。

　　4月16日，出差半年的神舟十三号乘组顺利返回，标志着我国空间站关键技术验证阶段圆满收官，空间站正式迈入建造阶段。

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