這位太空“快遞小哥”身手不凡 專家詳解天舟二號貨運飛船相關技術細節

5月29日晚，天舟二號貨運飛船在海南文昌航天發射場發射升空。作為首個與我國空間站進行對接的航天器，天舟二號攜帶了多人多天的生活物資，包括空氣、食物和出艙航天服，以及大量推進劑和空間站實驗設備，為空間站提供推進劑補加和軌道維持等服務，被形象地稱為太空“快遞小哥”。

天舟二號貨運飛船由貨物艙、推進艙兩個艙段組成。中國航天科技集團八院承擔了電源分系統、對接機構分系統、推進艙結構與總裝、測控通信子系統、總體電路分系統推進艙電纜網等研製任務。

在軌時間最長的交會對接

滿載貨物的天舟二號貨運飛船，把物資和設備送進核心艙、實現推進劑補加，必須在船與艙之間建立起高可靠的剛性連接，這離不開八院805所抓總研製的對接機構分系統。

交會對接，是指兩個航天器（飛船、空間實驗室、空間站等）在空間軌道上會合、並在結構上連成一個整體的技術，是實現空間站、太空平台和空間運輸系統的空間裝配、回收、補給、維修、航天員交換及營救等在軌道上服務的先決條件。

我國是世界上第三個獨立掌握太空交會對接技術的國家，自2011年以來，共實施了10次空間交會對接，圓滿實現了首次無人/載人交會對接，並驗證了在軌補加技術，為空間站建設打下了堅實的基礎。

但與以往任務不同，此次空間站對接的噸位大、對接後組合體飛行時間長，是迄今在軌時間最長的交會對接。為了適應天和核心艙22噸的對接目標、以及未來空間站180噸的對接任務，八院805所設計師對第一代對接機構進行了升級改進，創新性地提出可控阻尼的控制思路，用來緩衝大噸位航天器對接過程中產生的撞擊能量。

經過544次仿真分析和317次地面試驗後，設計師充分驗證阻尼器的各項功能和性能指標，使原本8噸的對接能力提升到180噸，確保了大型航天器對接的可靠性和安全性。

在太空撐起了一把“遮陽傘”

天舟二號貨運飛船飛行模式複雜，與核心艙形成組合體在軌飛行期間，飛船尾部對着太陽的區域，可能會出現推進艙內的發動機温度環境過高的情況。為了減少太陽熱流的影響，推進艙總裝設計團隊增加了特殊的遮光隔熱裝置，為正推發動機在太空撐起了一把“遮陽傘”。

據八院天舟貨運飛船推進艙總裝主任設計師李傳吟介紹，研製團隊為此做了大量的仿真分析，新增遮光板後，發動機噴管處温度大幅降低，可對發動機工作性能產生有效保護，從而為空間站組合體的在軌飛行控制提供有力支撐。

當核心艙與貨運飛船成功對接後，在組合體的飛行模式下，為確保各艙段及貨運飛船自身的發電能力，核心艙與貨運飛船將實現併網供電。核心艙可為貨運飛船提供最高2000瓦的供電；同時，貨運飛船也能為核心艙提供1000瓦左右的供電，以應對空間站可能出現的特殊情況。

為了接受來自核心艙2000瓦的電力“饋贈”，貨運飛船還需經歷“高壓併網”的適應過程。同時，還可通過分流調節器，將太陽電池翼多餘的電進行分流，實現電源分系統的智能化管理。此外，根據鋰離子蓄電池在軌壽命週期，研製人員設置了7種充電控制方式，確保飛船的供電萬無一失。

讓航天員在天地間高速通信

在八院電子所研製團隊的攻關下，天舟二號貨運飛船的以太網通信功能也進行了全面升級，增加了空間站天地互聯網數據代傳功能和天地互聯網組播分發功能，在不增加通道帶寬的情況下，使地面、空間站能同時收發視頻、音頻數據。

據八院電子所設計師鄧松峯介紹，正是有了這台功能升級的“通信神器”，未來航天員在空間站裏的生活將不再枯燥，航天員可以視頻通話，也可以即時接入移動終端，還可以上網衝浪、聽音樂、看視頻，天地間的距離將不再遙遠。（記者 張建松）