中國、美國的貨運飛船對接空間站所需的時間差距還是非常大的,一個是以小時為時間單位,一個則是以天為單位。
在當(dāng)?shù)貢r間4月11日上午7:41分,美國發(fā)射了一艘“天鵝座”貨運飛船,將大約5噸物資送到國際空間站。在經(jīng)過50多個小時的飛行后,這艘飛船在當(dāng)?shù)貢r間4月14日13時20分抵達國際空間站附近。
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不過,這艘“天鵝座”貨運飛船并不是直接對接國際空間站的,而是由國際空間站上的宇航員操作機械臂將這艘貨運飛船捕獲,然后再和國際空間站進行對接。按照計劃,這艘飛船預(yù)計飛行半年時間,計劃在今年10月從國際空間站撤離返回。
這一次任務(wù),是諾思羅普-格魯曼公司為NASA執(zhí)行的第24次國際空間站商業(yè)補給任務(wù),也是諾思羅普-格魯曼公司第二次使用升級版貨運飛船執(zhí)行任務(wù)。和上一代“天鵝座”貨運飛船相比,這一代“天鵝座”貨運飛船的運載能力提升了大約33%,也就是大約提升了三分之一的運載能力。
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放眼全球,“天鵝座”貨運飛船大約5噸的運載能力還是比較強的,像俄羅斯的進步系列貨運飛船只能運輸大約2.5噸的物資,貨運龍飛船一般也是運輸大約3噸左右的物資,“天鵝座”貨運飛船比這些貨運飛船更強一些,但是和我們的天舟貨運飛船相比,就遜色不少。
我國現(xiàn)在使用的貨運飛船是天舟系列貨運飛船,可以將超過7噸的物資送上中國空間站,單次飛行任務(wù)達到8個月以上。現(xiàn)在我們的天舟貨運飛船的發(fā)射頻率為每2年3艘。
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我們的天舟貨運飛船除了運載能力比“天鵝座”貨運飛船更強外,對接的速度也更快。“天鵝座”貨運飛船這一次需要50多個小時才能到達國際空間站,相比之下,我們的天舟貨運飛船最快的情況下,可以實現(xiàn)2小時的快速交會對接。
天舟五號貨運飛船曾經(jīng)創(chuàng)造了2小時的快速交會對接的紀錄。當(dāng)時天舟五號貨運飛船發(fā)射升空大約10分鐘后就順利進入預(yù)定軌道了,在經(jīng)過大約2小時的飛行后,就順利和中國空間站組合體完成自主快速交會對接,創(chuàng)造了世界最快交會對接紀錄。
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之前,世界上最快的交會對接是俄羅斯在2020年10月14日發(fā)射的聯(lián)盟號飛船MS-17創(chuàng)造的3小時3分鐘。
為了實現(xiàn)2小時的快速交會對接,對火箭的發(fā)射時間、入軌精度各方面都有極高的要求,同時還對飛船很多方面進行了優(yōu)化。
比如說,優(yōu)化了飛船交會對接的控制制導(dǎo)策略,將遠距離導(dǎo)引過程中的多圈次飛行壓縮為半圈,還將多次變調(diào)整為兩次綜合機動。這樣一來的話,這個階段原本需要4個多小時,就縮短到了大約1個小時。
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同時還對近距離自主控制階段進行了優(yōu)化,減少了多個用以確認飛船狀態(tài)等的停泊點。原本這一個階段需要2個多小時,經(jīng)過優(yōu)化后只需要大約40分鐘就可以了。
從發(fā)射升空,到完成交會對接,天舟五號貨運飛船只用了2小時,這是一個具有重要意義的成績。試想一下,如果我們空間站遇到緊急情況,需要快速發(fā)射飛船去執(zhí)行緊急救援任務(wù),飛船到達中國空間站越快,我們的航天員就能更快返回地球。
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即使是在正常情況下去執(zhí)行載人航天飛行任務(wù),交會對接所需的時間越短,航天員在飛船內(nèi)飛行的時間就越短,可以更快進入到空間站內(nèi),舒適性也會比較高。畢竟飛船的空間很小,長時間在狹小的飛船內(nèi)不是很舒適的。
當(dāng)然,這一個技術(shù)并不是只有天舟五號貨運飛船才具備,其他的天真貨運飛船都是有這樣的技術(shù)的,只不過2小時快速交會對接對各方面都有極高的要求,所以后續(xù)的貨運飛船沒有繼續(xù)采用這么快的交會對接的方案。
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雖然沒有繼續(xù)使用2小時的快速交會對接的方案,但是現(xiàn)在我們的天舟貨運飛船對接中國空間站的時間其實也是很快的,像天舟九號貨運飛船從發(fā)射升空到對接中國空間站,也只用了大約3個小時而已。
同樣的,我們的神舟載人飛船也是采用快速交會對接的方案,像當(dāng)前正在中國空間站執(zhí)行飛行任務(wù)的神舟二十一號飛行任務(wù)乘組,他們從發(fā)射升空到完成交會對接,只用了大約3.5小時。這在世界范圍內(nèi)也是非常快的,基本上和俄羅斯的聯(lián)盟號載人飛船的3個多小時快速交會對接持平,比美國的載人龍飛船快得多。
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不管是天舟貨運飛船,還是神舟載人飛船,我們的飛船都可以做到兩三個小時的快速交會對接的方案,這其實就說明了我們在這方面的技術(shù)已經(jīng)很成熟,很可靠。
可能有一些網(wǎng)友好奇,我們的天舟貨運飛船能夠?qū)崿F(xiàn)2小時的快速交會對接,神舟載人飛船能不能也這么快呢?
目前我們神舟載人飛船最快是3.5小時快速交會對接,之前是6.5小時快速交會對接,比之前縮短了3個小時,理論上來說,在極限情況下,我們應(yīng)該也是可以做到更快的快速交會對接的。
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而且,我們新一代夢舟載人飛船即將進行首飛了,和天舟貨運飛船一樣,夢舟載人飛船也是在文昌發(fā)射場發(fā)射的,天舟五號貨運飛船能實現(xiàn)2小時快速交會對接,說不定后續(xù)的夢舟載人飛船也可以做到這一點,甚至可能會更快。
天舟十號快發(fā)射了?
在2025年7月15日,天舟九號貨運飛船成功發(fā)射升空,到現(xiàn)在這艘飛船已經(jīng)在軌飛行了大約9個月時間。
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按照每2年3艘貨運飛船的發(fā)射頻率,大概就是每8個月就會發(fā)射一艘天舟貨運飛船,現(xiàn)在為什么天舟九號貨運飛船還沒撤離、后續(xù)的天舟十號貨運飛船還沒發(fā)射呢?
第一個原因,那就是之前神舟二十號飛船疑似遭到空間微小顆粒撞擊,導(dǎo)致飛船返回艙舷窗受損,最后這一次飛行任務(wù)乘組“換乘”神舟二十一號飛船返回地球,隨后我們發(fā)射了不載人的神舟二十二號飛船去中國空間站,神舟二十二號飛船雖然沒有搭乘航天員,但是滿載物資去中國空間站,相當(dāng)于充當(dāng)貨運飛船的任務(wù)。
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有神舟二十二號飛船的補給,那我們空間站的物資就多了不少,后續(xù)的天舟十號貨運飛船的發(fā)射就能稍微推遲一些了。
第二個原因,那就是雖然說每2年發(fā)射3艘天舟貨運飛船去補給物資,并不是說單次補給就只能使用8個月左右。實際上這些物資都是充足的,我們按照大約8個月的補給周期,實際上當(dāng)新的飛船發(fā)射升空的時候,新飛船的物資,加上中國空間站剩余的物資,可以支持3名航天員在中國空間站生活、工作1年左右。
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所以,現(xiàn)在天舟九號貨運飛船已經(jīng)在軌飛行了大約9個月,天舟十號貨運飛船還沒發(fā)射,我們空間站上的物資也是足夠的,還能支持航天員使用好幾個月,大家完全不需要擔(dān)心。
從時間來看,后續(xù)的天舟十號貨運飛船發(fā)射時間應(yīng)該很近了。在4月7日,官方正式發(fā)布了天舟十號飛行任務(wù)標識。這其實也說明了天舟十號貨運飛船的發(fā)射時間不會很遠了。
在這一次貨運飛船補給中,除了會攜帶航天員所需的食物、水,以及推進劑、科學(xué)載荷外,還會有艙外航天服等物資。
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因為我們空間站上當(dāng)前有4套艙外航天服,2套舊的艙外航天服以及2套全新的艙外航天服。之前是有5套艙外航天服的,其中有一套艙外航天服已經(jīng)完成使命,已經(jīng)由神舟二十號飛船帶回地球了。
另外那2套舊的艙外航天服也已經(jīng)使用了好幾年時間,很快也會完成使命了,天舟九號貨運飛船帶了2套艙外航天服,現(xiàn)在即將發(fā)射升空的天舟十號貨運飛船也會攜帶艙外航天服,這樣一來就能確保我們有足夠的艙外航天服支持航天員執(zhí)行出艙活動。
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