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貨運(yùn) 天地運(yùn)輸，穩(wěn)定可靠！詳解“天舟二號”的過人之處( 二 )


“不僅要大小布局合理、重量均衡，最重要的是方便航天員取用。”徐小平總結(jié)。
“就像大家出差，航天員入艙后第一天是最難的，吃的、用的都要現(xiàn)找。”徐小平說，這對航天員是挑戰(zhàn)，對貨運(yùn)飛船也是挑戰(zhàn)。賈東永補(bǔ)充道：“不能讓航天員吃一袋宮保雞丁都要翻半天。”
在軌運(yùn)行一年，“天舟二號”作為儲藏室，既要保障航天員日常生活、工作物資隨取隨用，還要收納廢棄物、人體排泄物，最終離軌墜入大氣層燒毀。
“我們有密封的‘小轎車’，也有開放的‘皮卡車’。”徐小平介紹，天舟貨運(yùn)飛船的貨物艙有全密封、半密封半開放、全開放多種類型，可以滿足不同尺寸、各種類型的貨物運(yùn)輸需求。
以人為本，天舟初心
“我們要做好后勤保障服務(wù)。”徐小平說，從航天員使用角度出發(fā)，貨運(yùn)飛船要通過醫(yī)學(xué)、工效學(xué)評價，艙內(nèi)壓力、噪音、照明燈照度、操作空間等都被納入評價范圍，全方位保障航天員在空間站的健康生活。
“真正以航天員為本，考慮他們的需求。”賈東永介紹，工效學(xué)是評價體系中的重要一環(huán)，主要研究生產(chǎn)系統(tǒng)中人、機(jī)器和環(huán)境之間的關(guān)系。
簡單來說，空間站中的儀器、設(shè)備、布局環(huán)境都會影響航天員在軌工作效率。研制團(tuán)隊希望天舟貨運(yùn)飛船能在有限空間內(nèi)讓航天員方便地生活、工作。
“第一，不能對航天員有損傷，第二，要易于操作。”賈東永舉例，在地球上丟垃圾，只需要扔進(jìn)垃圾桶再打包，一個人就能完成；在天上扔垃圾則復(fù)雜多了，因為微重力環(huán)境下，人、垃圾、垃圾袋一起浮在空中。首先航天員要固定自己，再騰出手來收拾垃圾，經(jīng)過壓縮抽空等特殊處理后，把垃圾固定到貨艙指定位置。這一系列操作可能需要兩個人配合。
空間站將在軌運(yùn)營10年以上。賈東永補(bǔ)充：“關(guān)注航天員的居住環(huán)境，后續(xù)還有許多改進(jìn)的空間。”
秉持航天人“少花錢、多辦事”的傳統(tǒng)，天舟二號貨運(yùn)飛船在保證主線任務(wù)圓滿完成的同時，在軌期間還將擇機(jī)完成交會對接、雙向并網(wǎng)、機(jī)械臂在軌試驗等支線任務(wù)。
“天舟二號”物資運(yùn)輸?shù)氖姑瓿珊螅€將驗證空間站機(jī)械臂在軌操控技術(shù)，為實(shí)驗艙轉(zhuǎn)位做鋪墊。天舟二號貨運(yùn)飛船系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)主任設(shè)計師周志勇介紹，航天器對接機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、機(jī)械臂是3套獨(dú)立的裝置，對接機(jī)構(gòu)可以分別與另外兩套機(jī)構(gòu)配合，完成空間站艙段轉(zhuǎn)移動作。
爭當(dāng)技術(shù)“急先鋒”，天舟系列貨運(yùn)飛船與空間站幾乎同時立項。貨運(yùn)飛船加緊步伐，于2017年完成“天舟一號”發(fā)射任務(wù)，驗證關(guān)鍵技術(shù)、固定流程。徐小平說：“貨船的后勤保障能力穩(wěn)定，空間站才能在軌道上待得安穩(wěn)。”
貨運(yùn) 天地運(yùn)輸，穩(wěn)定可靠！詳解“天舟二號”的過人之處
文章插圖

更高效、更智能、
更持久、更適應(yīng)
縱覽中國空間站建設(shè)全局，天舟貨運(yùn)飛船的主要任務(wù)目標(biāo)是穩(wěn)定可靠運(yùn)輸貨物。在此基礎(chǔ)上，“天舟二號”還將對多項技術(shù)改進(jìn)進(jìn)行在軌驗證，確保高效率支撐空間站建設(shè)運(yùn)行任務(wù)。
“互相充電”，能源利用更高效
空間站天和核心艙和天舟二號貨運(yùn)飛船都安裝了并網(wǎng)控制器。上天前，空間站核心艙與“天舟二號”是兩套獨(dú)立的能源系統(tǒng)；對接后，并網(wǎng)供電系統(tǒng)為船站間互相輸送電能資源，“1+1>2”,實(shí)現(xiàn)組合體能源的高效利用。
“就好比兩個手機(jī)，既可以單獨(dú)充電，還可以互相充電。”天舟二號貨運(yùn)飛船系統(tǒng)電總體負(fù)責(zé)人于磊介紹，復(fù)雜航天器的陽光遮擋情況復(fù)雜，如果單個航天器能量不足，另一個可以及時補(bǔ)充。
停靠空間站期間，天舟二號貨運(yùn)飛船處于休眠狀態(tài)，自身能源需求不大，太陽翼提供的能源供給大部分時段較為充足，富余的電能可以為航天員活動提供保障，同時支撐一些電能消耗較大的科學(xué)實(shí)驗。
“一直要負(fù)責(zé)到離軌。”于磊介紹，天舟二號上天后需要在多個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)完成指定動作。牽一發(fā)而動全身，航天器每多做一項動作，就要相應(yīng)多安裝一個模塊，全船信息系統(tǒng)就要多一個布局，每個關(guān)鍵動作都是能源監(jiān)視最緊張的時候。
“發(fā)射只是任務(wù)開始，‘天舟二號’在軌期間，每個試驗疊加成功，才是最終的成功。”于磊說。
據(jù)介紹，雙向并網(wǎng)需要通過地面發(fā)送程序指令，對接成功后，“天舟二號”和空間站天和核心艙將擇機(jī)開展雙向并網(wǎng)在軌驗證。
一天16次循環(huán)，“動力源泉”不停工
在天上，貨運(yùn)飛船最顯眼的就是兩只“翅膀”，太陽電池翼電池板在陽光照射下反射出尖銳的光線。

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