新華社發(fā)

　　天舟一號由航天科技集團公司第五研究院載人航天總體部負責(zé)抓總研制。從項目立項，到產(chǎn)品運抵海南文昌發(fā)射場，過去整整六年的時間里，天舟一號“隱姓埋名”苦練內(nèi)功，經(jīng)歷了上千小時測試驗證，經(jīng)受了上百次大型試驗考核，百煉成鋼。它繼承了來自我國載人飛船以及空間實驗室的成熟技術(shù)，也創(chuàng)下了七個第一。 

　　天舟一號凝結(jié)了貨運飛船系統(tǒng)多年來心血和汗水的結(jié)晶，天舟一號飛行任務(wù)作為空間實驗室任務(wù)的收官之戰(zhàn)，空間站工程的關(guān)鍵一戰(zhàn)，是我國載人航天工程穩(wěn)中求進的重要一步。天舟一號拉開了我國貨運飛船飛天的序幕，后續(xù)各型貨運飛船的天地往返將成為常態(tài)。

　　首次執(zhí)行

　　貨運飛船飛行試驗任務(wù)

　　天舟系列貨運飛船是承擔(dān)我國空間站建造和運營物資運輸補給任務(wù)的，全新研制的載人航天器。

　　因為天舟一號“只運貨、不送人”，它被一些媒體形象地稱為“快遞小哥”?！靶「纭鄙砀?0.6米，體寬3.35米，體量與和天宮一號目標(biāo)飛行器、天宮二號空間實驗室相當(dāng)，但肚大能容，運送相當(dāng)于自身重量的6噸多貨物不在話下，上行載貨比優(yōu)于國際現(xiàn)役貨運飛船，快遞貨物經(jīng)濟實惠。

　　首次在軌實施

　　飛行器間推進劑補加    

　　未來空間站長期在軌也需要“加油”，這項任務(wù)就由“天舟”系列貨運飛船來完成。在天舟一號之前，掌握了在軌推進劑補加技術(shù)的國家只有俄羅斯和美國，其中，實現(xiàn)在軌加注應(yīng)用的只有俄羅斯。

　　在天舟一號飛行任務(wù)中，天舟一號與目前正在軌飛行的我國首個空間實驗室——天宮二號將實施我國首次推進劑在軌補加，并計劃開展多次推進劑補加試驗，突破和掌握推進劑補加技術(shù)，為我國空間站組裝建造和長期運營掃清在能源供給問題上的最后障礙。

　　首次以天基測控體制為主

　　實施飛控    

　　以往，我們對航天器的跟蹤、測控以及在軌異常的及時監(jiān)測處置，主要依賴陸基測控站和?；鶞y量船。這就需要耗費大量的人力物力建造、維護地面測控站和海上測量船，研制人員奔波在各個站點之間開展相關(guān)試驗，并且受到跨國、跨境地域限制。    

　　天舟一號貨運飛船首次采用了以天基測控體制為主的設(shè)計原則。簡單來說，就是將原本在地面或海上的測量系統(tǒng)“搬”到了天上，避免了在地面或海上的地域限制，實現(xiàn)了對航天器在軌飛行的關(guān)鍵事件的全程跟蹤，以確保對在軌異常的及時監(jiān)測處置，降低了人力物力財力等成本。

　　首次大規(guī)模推動

　　核心元器件自主可控    

　　為了帶動元器件自主研制，加速實現(xiàn)元器件的自主可控，提前驗證空間站中所用的關(guān)鍵元器件，作為飛行驗證平臺的天舟一號首次大刀闊斧地使用了七大類國產(chǎn)新研核心元器件，將未來空間站建設(shè)的關(guān)鍵命脈牢牢握在手中。

　　首次開展

　　全自主快速交會對接試驗  

　　在天舟一號之前，我國掌握的交會對接技術(shù)需要耗時兩天左右時間，天舟一號將開展自主快速交會對接試驗，將交會對接的時間控制在幾個小時內(nèi)?？焖俳粫拥膶崿F(xiàn)，有利于提高飛行器在軌飛行的可靠性，減少交會對接過程中包括軌道控制等在內(nèi)的產(chǎn)生的資源消耗，同時，更大程度上地保障飛行器，主要是未來空間站的安全，方便空間站突發(fā)事件應(yīng)急處理。

　　首次搭載多項空間應(yīng)用

　　與技術(shù)試（實）驗載荷

　　作為運貨的“快遞小哥”，天舟一號在滿足運輸貨物需求的同時，還最大限度地發(fā)揮了平臺效能，隨船搭載了幾十臺載荷設(shè)備，在軌開展十余項載荷試驗，實現(xiàn)“一次飛行、多方受益”的目標(biāo)。

　　首次實施

　　主動離軌受控隕落

　　天舟一號將在飛行任務(wù)結(jié)束后，經(jīng)由地面飛控工作人員決策，實施主動離軌，通過兩次降軌控制，受控地墜落于南太平洋指定區(qū)域。相較于一般衛(wèi)星在使命完成后，隨著推進劑的消耗殆盡，而緩慢降軌，最終在大氣層燒毀的結(jié)束方式，天舟一號首次采用主動離軌方式，并能受控地落到預(yù)定區(qū)域，既避免自身成為太空垃圾、避開離軌過程中的不可控因素，又能為打造潔凈、安全的太空環(huán)境作出自己的貢獻。   本報記者 孫樂琪 J245

　　揭秘

　　“太空加油”如何實現(xiàn)？

　　天舟一號貨運飛船最大的亮點，是與天宮二號空間實驗室交會對接后，完成太空在軌推進劑補給，即人們通俗稱謂的“太空加油”。

　　那么，“太空加油”和我們平時在陸地上加油有什么不同？天舟一號與天宮二號對接之后，通過兩個航天器之間產(chǎn)生的氣體壓力，把推進劑從天舟一號上源源不斷輸送到天宮二號上，雖然看起來和地面加油差不多，但要真正實現(xiàn)起來，卻并不容易。

　　既要保證它能準(zhǔn)確地對接，又能滿足密封的要求，推進劑是絕對不能泄漏的，這樣的話浮動斷接器是可浮動的，兩個對接機構(gòu)對接上肯定是有一定的偏差的。通過浮動來消除這個偏差的影響，實現(xiàn)準(zhǔn)確對接。由于這些技術(shù)在地面沒有辦法模擬實現(xiàn)，所以必須要在太空環(huán)境中實際操作，才能夠檢驗技術(shù)的可靠性，而這也賦予了天舟一號更艱巨的任務(wù)。

　　“太空加油”技術(shù)是由航天科技集團六院801所研制團隊獨立自主攻克的，從補加方案論證、系統(tǒng)設(shè)計，到金屬膜盒貯箱、壓氣機、浮動斷接器等關(guān)鍵單機的研制，再到補加原理試驗、系統(tǒng)試車、可靠性，國外技術(shù)的封鎖被攻克，一道又一道難題被攻克，一項又一項空白被填補。   本報記者 孫樂琪 J245

　　全自主繞飛怎樣實現(xiàn)？

　　全自主繞飛是中國航天科技集團公司五院502所專門為飛船自動尋找空間站對接口而發(fā)展的技術(shù)。天舟一號貨運飛船繞天宮二號的全自主繞飛就是為了驗證該項技術(shù)。

　　天舟一號在與天宮二號進行第一次擁抱合體后將撤離，伴隨著天宮二號180度轉(zhuǎn)向，通過全自主繞飛，加速趕到天宮前方，從“前”側(cè)與天宮二號進行第二次的對接。

　　繞飛是一種高難度的太空工作，需要飛行器進行多次變軌和姿態(tài)機動來完成，以確保航天器能從多個方向與空間站對接，是空間站建造和運營的關(guān)鍵技術(shù)之一。

　　與神舟十號載人飛船在地面人員支持下進行的繞飛不同，此次貨運飛船繞飛過程中的制導(dǎo)、調(diào)姿及進入5千米保持點均是船上制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)的計算機自主規(guī)劃完成，不需要地面人員干預(yù)。兩個重達十幾噸的飛行器在高速飛行過程中完成“上下繞圈”和“翻跟斗”，其最大的風(fēng)險就是碰撞，所以，要求兩者的軌跡和姿態(tài)必須精準(zhǔn)受控。除了要避免碰撞，“全自主”還需要規(guī)劃出最優(yōu)的繞飛軌跡，“自主”完成在特定位置的變軌控制，在預(yù)定的時間點到達預(yù)定的位置，以消耗盡量少的燃料。

　　“如果把神舟十號的繞飛比作是‘領(lǐng)著’小朋友學(xué)走路，那么此次貨運飛船的繞飛則是‘看著’小朋友自己走路?！?02所貨運飛船副總設(shè)計師張強說。

　　本報記者 孫樂琪 通訊員 劉歡 J245