专题04 天舟二号 太空之吻-备战2022年高考语文满分作文素材鲜速递

专题04 天舟二号 太空之吻天舟二号，太空之吻解读5月30日5时01分，在成功发射约8小时后，天舟二号货运飞船与中国空间站天和核心舱完成了全自主快速交会对接，在太空再次上演“浪漫之吻”。空间交会对接是载人航天活动的三大基本技术之一，是实现空间站和空间运输系统的装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨服务的先决条件，复杂度高、精准度高、自主性要求高、安全性要求高。为掌握这项技术，中国航天人前赴后继奋斗了近30年。 天舟二号，太空之吻优质时评01“和舟共济”：天舟二号与天和核心舱上演“太空之吻”“万里穿针”神技再现天舟二号与天和核心舱的交会对接是中国在轨进行的第2次快速交会对接，“万里穿针”技术再现太空。与2017年天舟一号与天宫二号的交会对接相比，此次交会对接又实现了新的技术升级。相较天舟一号，天舟二号增加了“全相位全自主交会对接方案”。中国航天科技集团五院专家解释道，“全相位”就是无论目标飞行器在入轨时和空间站的相对位置有1/4圈、半圈，哪怕整圈，“天舟”都能以最快速度或者在规定时间点实现对接，而不用专门根据空间站的位置来选择飞船发射时间，真正实现了全天候发射。“全自主”就是从飞船入轨到交会对接成功，全程不需要人工干预，船上控制器自主规划完成。天舟一号在远距离段需要人工辅助把飞船引导到距离天宫二号一定的位置，然后由飞船自主完成近距离交会对接。而天舟二号则增加了远距离自主导引，飞船可以利用北斗导航的位置信息来实现远距离的全自主导航计算及其制导与控制。换言之，以后天舟货运飞船造访空间站，这一过程中人只负责监视，整个交会和对接过程由“天舟”完全自主完成。自控、手控两相宜手控交会对接和自动交会对接是空间交会对接系统的“左右手”，互为备份，是系统可靠性的重要保障。因此神舟载人飞船从研制之初就按照不同的逻辑分别为两套系统设计了相对独立的系统。尽管天舟二号是货运飞船，但也装备了手控系统，在货运飞船与空间站交会对接的最后平移靠拢段，手控是重要的控制手段之一，具备支持空间站内航天员进行手控遥操作实现前向或后向的交会对接或撤退撤离的能力。一旦自动交会对接模式故障时，控制系统可以转为手控遥操作模式，空间站上的航天员可以通过“遥操作”，以遥控的方式“驾驶”飞船，实现货运飞船规避空间站或安全、准确地与空间站对接。为保证系统整体可靠性，天舟货运飞船的自控与手控系统间通过设计不同的信息接口实现了相互故障隔离，但必要时又可以实现可靠的模式切换。近三十年磨一剑为了早日建成中国人自己的空间站，在中国载人航天工程立项前，中国航天科技集团五院502所科研人员就瞄准空间站建设必须的交会对接技术开始攻关。至2011年11月，神舟八号成功完成了与天宫一号的两次自动交会对接。2012年6月，神舟九号在航天员刘旺的操控下与天宫一号成功实现手控交会对接，标志着中国突破相对导航、制导、控制和交会对接相对测量敏感器等一系列关键技术，成为世界上第3个独立掌握交会对接的国家。2016年，作为交会对接的一项必要相关技术，在神舟十号任务中验证了绕飞技术。2017年，天舟一号和天宫二号快速交会对接在轨试验圆满成功，使中国成为世界上第3个掌握近地快速交会对接的国家。之后，研发团队用几年时间在自主性、可靠性等多方面对交会对接技术进行完善，至天舟二号与天和核心舱对接，502所三代研发人员已经前赴后继奋斗了近30年。随着天舟二号和天和核心舱首次“太空牵手”成功，中国的空间交会对接技术也迎来了新的历史阶段。 02“太空快递员”天舟二号升空 天和核心舱迎首位“访客”北京时间5月29日20时55分，中国在文昌航天发射场用长征七号遥三火箭成功发射天舟二号货运飞船。中国空间站天和核心舱迎来第一位“访客”。此次发射的天舟二号货运飞船由中国航天科技集团五院抓总研制，是空间站工程建造阶段的首艘飞船。本次任务将首次实现货运飞船与空间站天和核心舱的交会对接，运送航天员在空间站上所需的生活用品、开展空间科学实验的物资以及用于天和核心舱补加的推进剂。中国航天科技集团五院天舟二号货运飞船总指挥冯永介绍，天舟二号采用两舱构型，由全密封货物舱和推进舱组合而成，总长10.6米，最大直径3.35米，最大起飞重量13.5吨，物资上行能力达6.9吨，载货比0.51，在轨寿命不小于1年，供电能力不小于2700瓦；具备全相位自主交会对接能力，可多次完成推进剂在轨补加。在轨运行期间，天舟二号货运飞船将保障首批3名航天员在空间站完成为期3个月的驻留任务，并开展遥操作交会、前向对接口补加试验、机械臂转位试验等关键技术验证。后续，天舟二号货运飞船后向对接、神舟十二号载人飞船前向对接空间站天和核心舱，将完成中国空间站首个“一”字构型。作为货运飞船，运载能力自然是其第一评估要素。中国航天科技集团五院天舟二号货运飞船总体副主任设计师雷剑宇表示：“目前世界上运载能力超过5吨的现役货运飞船只有2型，中国的天舟货运飞船就是其中之一，其运载能力处于国际领先水平。”记者了解到，天舟二号货运飞船虽然携带大量货物，但所有货物摆放十分规律，其货架看似与普通货架无异，但所有细节和构型都经过科学分析，中间留出通道，航天员可在货架中顺畅通行，拿取货物。专家表示，天舟货运飞船全面加强了平台方案和货运方案的系统优化设计和可靠性设计，实现了高效多能、高度自主、高可靠性和高安全性设计目标，总体性能达到国际先进水平。 03为了与天和核心舱“温柔接吻”，天舟二号在地上练了317次5月29日20时55分，搭载天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火发射，飞船与火箭成功分离，天舟二号进入预定轨道，随后太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常，发射取得圆满成功。这意味着，中国空间站天和核心舱将迎来第一位“访客”，中国空间站的首单“太空快递”开始派件。
与神舟载人飞船不同，天舟货运飞船只运货、不送人，被称为空间站的“快递小哥”。作为首个与中国空间站进行对接的航天器，天舟二号将在轨验证多项空间站建设关键技术。
据中国航天科技集团八院介绍，天舟货运飞船由货物舱、推进舱两个舱段组成，八院承担电源分系统、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等研制任务。中国航天科技集团八院承担了天舟二号货运飞船电源分系统、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等研制任务撑起“遮阳伞”“如果说核心舱是一套精装样板房，那么在航天员拎包入住前，货运飞船就是负责往房间里运输日常生活用品的。”八院飞船型号分总体主任设计师杨华星说，“快递小哥”天舟二号携带了多人多天的生活物资，包括空气、食物和出舱航天服，以及大量推进剂和空间站实验设备，为空间站提供推进剂补加和轨道维持等服务。天舟二号在轨飞行期间，航天员将乘坐神舟飞船进驻中国空间站天和核心舱，进入到货运飞船内，在太空中体验一把“拆快递”的乐趣。天舟二号飞行模式复杂，与核心舱形成组合体在轨飞行期间，飞船尾部对日可能会出现推进舱内的发动机温度环境过高的情况。为了减少太阳热流的影响，推进舱总装设计团队增加了特殊的遮光隔热装置，相当于为正推发动机撑起了一把“遮阳伞”。“增加遮光装置，需要对推进舱尾部的结构、支架进行相应的更改，在有限的空间内合理布局，既要起到遮光的作用，又不能与发动机过近，以免发射阶段产生的振动让遮光装置触碰到发动机。”八院天舟货运飞船推进舱总装主任设计师李传吟说。为此，研制团队做了大量的仿真分析，以验证新增的遮光板可以对发动机工作性能产生有效保护。新增遮光板后，发动机喷管处温度可大幅降低，为空间站组合体的在轨飞行控制提供了有力支撑。
    “温柔”地“吻”上去天舟二号货运飞船要把物资和设备送进核心舱，要实现推进剂补加，就必须在船-舱间建立起高可靠的刚性连接，这就必须依赖于八院805所抓总研制的对接机构分系统。
交会对接，是两个航天器（飞船、空间实验室、空间站等）在空间轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术，是实现空间站、太空平台和空间运输系统的空间装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨道上服务的先决条件。中国是世界上第三个独立掌握太空交会对接技术的国家。自2011年11月3日对接机构首次亮相以来，中国共实施了10次空间交会对接，圆满实现了首次无人/载人交会对接，并验证了在轨补加技术，为空间站建设打下了坚实的基础。为了适应天和核心舱22吨级对接目标以及未来空间站180吨的对接任务，让货运飞船的主动对接机构与核心舱的被动对接机构“温柔”地“吻”上去，八院805所设计师对第一代对接机构进行升级改进，创新性地提出了可控阻尼器的控制思路，来缓冲大吨位航天器对接过程中产生的撞击能量，在经过544次仿真分析和317次地面试验后，设计师充分验证阻尼器的各项功能和性能指标，使原本8吨的对接能力提升到74吨，乃至180吨，大大提升了大型航天器对接的可靠性和安全性。 04筑梦“天宫”｜天舟二号发射成功，鱼香肉丝、宫爆鸡丁上太空空间站天和核心舱将迎来第一位“访客”——天舟二号货运飞船。5月29日，长征七号运载火箭在海南文昌航天发射场将天舟二号货运飞船送入太空。据中国载人航天工程办公室消息，29日晚，搭载天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，飞船与火箭成功分离，天舟二号进入预定轨道。随后，太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常，发射取得圆满成功。天和核心舱经过近30天的在轨运行等待后，将首次迎来货运飞船的到访，签收第一个太空“快递”。那么，天舟二号货运飞船向天和核心舱运送了什么物资？先透点风，根据计划，下个月3名航天员将乘坐飞船前往核心舱工作生活约3个月，他们的“衣、食、住、行”和工作的必备物资，是这次天舟二号“快递”的重要内容之一，其中就有大家熟知且美味可口的中式美食，诸如鱼香肉丝、宫爆鸡丁等配菜。天舟二号将携带3人3个月航天员消耗品、2套舱外航天服及平台物资。兵马未动粮草先行“兵马未动粮草先行”，这句话放在空间站建设中也是适用的，在发射神舟载人飞船之前，也需要先向空间站发射货运飞船，将各种“粮草”提前送到，因此货运飞船也被很多人称为“太空快递员”。与载人飞船主要执行航天员天地往返不同，货运飞船的主要任务有三个：一是为空间站上行运输和在轨存储、补给物资；二是为空间站存储和下行废弃物资并受控陨落于预定区域；三是配合空间站进行组合体轨道和姿态控制，协助开展适应货运飞船能力的空间应用和技术试验。那么，这次天舟二号货运飞船向太空送了什么“快递”呢？据悉，天舟二号将携带3人3个月航天员消耗品、2套舱外航天服及平台物资，与核心舱进行对接；其在停靠空间站期间，将按计划开展多项在轨试验。根据空间站建设计划，下个月我国将发射神舟十二号载人飞船，3名航天员乘坐飞船前往核心舱。3名航天员要在核心舱工作生活约3个月的时间，因此要为他们备足各种物资，方便他们在太空里的“衣、食、住、行”和工作，此次天舟二号送去的“快递”里便有各种生活物资。空间站的食物可谓太空一绝，让人隔空垂涎。我国的航天食品有不少传统中式菜品的身影，具有明显的中式特色。食物不仅有主副之分，讲究荤素搭配，更有独特的风味，甚至人人皆知的鱼香肉丝、宫爆鸡丁……都出现在航天员的美食列表里。舱外航天服是航天员出舱活动的必要装具。航天服主要分为舱内航天服和舱外航天服。中国载人航天工程副总设计师杨利伟委员此前介绍：舱外航天服是航天员执行太空出舱任务时穿着的，舱外航天服将航天器的很多功能浓缩到衣服上，这套服装分为6层，具有防辐射、防高低温、压力调整等作用，还具备生命保障系统。相比舱内航天服，舱外航天服重量一般有120多千克。除了生活物资以外，天舟二号还带去了推进剂。在对接期间，天舟二号将为核心舱进行燃料加注与姿态控制。值得一提的是，天和核心舱推进系统实现了完全自主补加，不再需要地面指令干预或是航天员的辅助。此外，天舟二号还将带去实验设备、实验资料等物资，等到神舟十二号飞船将航天员送至天和核心舱，再由航天员在轨取出并安装。至神舟十二号飞船返回后，天舟二号还会在太空表演一番“杂技”——与核心舱尾部对接口分离，自主机动至核心舱节点舱轴向对接口对接，进一步验证关键技术。天舟二号货运飞船虽然携带大量货物，但所有货物摆放十分规律，其货架看似与普通货架无异，但所有的细节和构型都经过科学分析，中间留出通道，航天员可在货架中顺畅通行，拿取货物。“货物千万件，安全第一件。”面对如此多的货物，如此繁杂的处理工作，空间站又将如何管理呢？航天科技集团五院天舟二号货运飞船系统主任设计师杨胜指出，空间站将地面的物流技术也应用其中，借鉴国内物流先进的管理技术，航天员通过扫描二维码的方式，便能获得货物的位置信息和产品信息，同时该系统对产品信息的库存数量还能做到动态掌控，让空间站货物一分一厘的变化都记录下来，从而确保航天员的工作生活更轻松便捷。国际领先水平的“天舟”货运飞船最早由载人飞船演变而来。上世纪70年代，美苏开始发射空间站，空间站物资补给起初都是由载人飞船负责，但这种人货混装的方式运送的物资比较有限，影响了空间站的物资补给。在这种情况下，苏联最先在载人飞船基础上发展了货运飞船——“进步”号。该飞船也是世界上第一种货运飞船，由“联盟”载人飞船改进而来，可携带1.7-2.4吨左右的货物。“进步”号货运飞船不断改进，至今仍是国际空间站补给的主力。国际空间站建成后，美国、欧空局和日本等也研制了货运飞船。至今，全世界已发射过约200艘货运飞船。2017年4月20日，中国首艘货运飞船天舟一号在海南文昌发射场首飞成功，当年9月22日，天舟一号在完成各项任务和拓展试验后受控离轨再入大气层。任务期间，天舟一号先后验证了空间站货物补给、推进剂在轨补加、自主快速交会对接等一系列重要关键技术，为我国空间站研制建设和运营管理积累了重要经验。天舟货运飞船由货物舱和推进舱两舱组成，采用型谱化、模块化设计思想开展平台构型和布局设计。据航天科技集团五院天舟二号货运飞船总指挥冯永介绍，天舟二号货运飞船是空间站工程建造阶段的首艘飞船，其发射重量13.5吨，运货能力6.9吨，在轨寿命不小于1年，供电能力不小于2700瓦。作为货运飞船，运载能力自然是第一评估要素。航天科技集团五院天舟二号货运飞船总体副主任设计师雷剑宇介绍说，“目前世界上最大运载能力超过5吨的现役货运飞船只有两型，中国的天舟就是其中之一，天舟货运飞船的运载能力处于国际领先水平。”载货比是指货物重量占整个飞船的总重量的比例，是考核货运飞船的一个主要指标，载货比数值越高，说明飞船运载货物的效率越高。据悉，天舟货运飞船载货比达到了48%，居世界第一。据航天科技集团五院天舟二号货运飞船总设计师白明生介绍，天舟二号在设计上充分体现了中国特色，其主要设计原则和指导思想可以概括为6个方面：一是优化平台设计，严格控制平台自身重量，最大程度提高货物运输能力；二是充分整合平台资源，满足空间站推进剂在轨补加、航天员驻留资源补给以及设备维修维护更换等不同种类货物运送需求；三是丰富交会对接技术手段，实现全天候发射，入轨后可快速交会、全方位对接，形成空天应急快速响应能力；四是发挥平台在轨潜力，支持并配合空间站长期运行，开展空间科学试验，实现在轨综合应用；五是统筹平台设计，兼顾空间站关键技术和关键设备验证需求，为空间站研制尽可能多的扫除技术障碍；六是支撑现在，引领未来，标准方案与拓展方案集成设计，适应后续任务发展，一次设计、长期受益。