天舟一號完成首次“空中加油” 中國正式邁進“空間站時代”

航空航天 中國航天 地球 能源 老實做人認真做事 2017-04-28

2017年4月27日19時07分,在距離地球393公里的太空,天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室成功完成首次推進劑在軌補加試驗。

天舟一號完成首次“空中加油” 中國正式邁進“空間站時代”

這是我國實施的首次太空推進劑補加試驗,標誌著天舟一號飛行任務取得圓滿成功,也正式宣告中國載人航天工程第二步勝利完成,第三步即空間站建設的大幕也即將拉開。

推進劑在軌補加,又被稱為“太空加油”,是建設空間站的關鍵技術之一。

天舟一號完成首次“空中加油” 中國正式邁進“空間站時代”

突破和掌握推進劑在軌補加技術,填補了中國航天領域的空白,實現了空間推進領域的一次重大技術跨越,為中國空間站組裝建造和長期運營掃清了能源供給上的障礙。使我國成為世界上第三個獨立掌握這一關鍵技術的國家。在此之前,只有俄羅斯和美國掌握了推進劑在軌補加技術。

突破和掌握推進劑在軌補加技術,填補了中國航天領域的空白,實現了空間推進領域的一次重大技術跨越,為中國空間站組裝建造和長期運營掃清了能源供給上的障礙。使我國成為世界上第三個獨立掌握這一關鍵技術的國家。在此之前,只有俄羅斯和美國掌握了推進劑在軌補加技術。

天舟一號完成首次“空中加油” 中國正式邁進“空間站時代”

天舟一號完成首次“空中加油” 中國正式邁進“空間站時代”

7天前,即4月20日,天舟一號在文昌航天發射中心成功飛天,從此我國在太空擁有了第一艘貨運飛船,兩天後,天舟一號與天宮二號完成交會對接。

接著,屬於中國人的“太空加油”開始了。

7天前,即4月20日,天舟一號在文昌航天發射中心成功飛天,從此我國在太空擁有了第一艘貨運飛船,兩天後,天舟一號與天宮二號完成交會對接。

接著,屬於中國人的“太空加油”開始了。

天舟一號完成首次“空中加油” 中國正式邁進“空間站時代”

4月22日12時23分,天舟一號與天宮二號完成交會對接後,天舟一號關閉交會對接設備,進行對接通道復壓和檢漏,以及設置組合體運行狀態,並由天宮二號控制組合體轉入天宮二號在後、天舟一號在前的飛行姿態,做好推進劑補加試驗相關準備工作。

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從4月23日7時26分起,先後進行了補加管路檢漏、天宮二號貯箱氣體回收、推進劑輸送、推進劑吹除等關鍵步驟。

直到到現在,持續5天時間,共計29個步驟, “太空加油”順利完成!

為什麼需要“加油”?

就像汽車需要加油,未來空間站長期在軌也需要“加油”。

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按計劃,我國將於2022年建成的空間站將運行在距離地球393公里的軌道上。如果要保持原有的軌道高度,就必須消耗推進劑推動空間站軌道的上升。但受航天器載荷能力限制,不可能一次帶足燃料,必須通過後續發射貨運飛船進行持續不斷的能量補充。

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此外,未來中國的載人空間站,將有幾名航天員在軌長期駐留,在乘組輪換期間甚至將有兩艘神舟飛船和更多的航天員短期同時在軌。同樣需要通過後續發射貨運飛船進行持續不斷的能量補充。

這項任務就是由“天舟”系列貨運飛船來完成的。

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太空加油有哪些步驟?

汽車加油的過程大家都很熟悉,那麼太空加油有哪些步驟呢?

“太空加油”的步驟

第一步,天舟一號和天宮二號對接鎖緊,檢查補加裝置和管路的氣密性;

第二步,天宮二號上的壓氣機將手風琴狀的膜盒儲箱中的氣體壓回氣瓶中,這樣不僅做到了被補加方的增壓氣體無損耗,同時在天舟一號和天宮二號的燃料儲箱間形成了壓力差;

第三步,推進劑在壓力差的作用下,自動從壓力高的天舟一號儲箱流入壓力低的天宮二號儲箱,當兩側壓力恢復一致時,加註工作完成。

第四步,為保持管路清潔以便進行後續多次補加,需對兩個航天器分離時留在補加管路里的推進劑進行吹除,同時吹除過程中儘可能不汙染飛行器表面。

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這個過程看起來和地面加油差不多,但是要真正實現起來,卻十分不易。由於這些技術在地面沒有辦法模擬實現,所以必須要在太空環境中實際操作,才能夠檢驗技術的可靠性。

未來幾個月,天舟一號還將為天宮二號進行兩回推進劑補加,這些補加的推進劑將會支持組合體的在軌飛行。而突破和掌握推進劑補加技術,將為我國空間站組裝建造和長期運營解決能源供給問題。

天舟一號完成首次“空中加油” 中國正式邁進“空間站時代”

此次天舟一號飛行任務,是載人航天工程空間實驗室飛行任務的收官之戰,對於空間站工程後續任務順利實施具有極為重要的意義,取得圓滿成功標誌著中國載人航天工程第二步勝利完成,也正式宣告中國航天邁進“空間站時代”。

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