9月20日,天舟三号货运飞船发射成功,当晚,天舟三号成功对接空间站天和核心舱后向端口。至此,中秋太空快递“签收”成功。

中国航天科技集团五院货运飞船系统总体主管设计师王冉说,货运飞船的主要任务是为空间站运输、存贮货物,运输、补加推进剂,并将废弃物收集、存放,带回大气层销毁,天舟三号此行也不例外。

天舟三号也做了新冠核酸检测,确保不引入任何污染-风君子博客

天舟三号任务是空间站关键技术验证及建造阶段的第二次货物运输应用性飞行,货运飞船为满载状态,运载了可支持3名航天员6个月的在轨驻留物资、空间站备份设备、空间科学载荷等货物。

王冉说,在货物装载方面,天舟三号货运飞船继承了天舟二号货运飞船的经验,并进行了持续优化和改进。相比天舟二号,天舟三号货物装载的密度更大,货物在发射场安装的效率更高。

如何保证送往太空的物资无污染?王冉说,货运飞船除了对货物生产交付等过程控制外,飞天之前还要进行全面且细致的检测,包括微生物检测、有害气体检测等。从天舟二号开始还有针对性地进行了新冠病毒核酸检测,务必保证对接后不会引入任何污染,“这既是对航天员负责,也是对空间站负责。”他说。

货运飞船不只具有运货和补加推进剂的功能,飞船本身还是一个很好的搭载实验平台,因为它具有一年多次上下行、装载空间大等特点,可为载荷提供良好的实验条件,提供标准的机电热接口,方便标准化设计。

王冉说,天舟三号此次对接与天舟二号一样,也使用了“全相位全自主快速交会对接方案”,即飞船无论是远距离导引还是近距离交会,都是全自主智能完成,全程无人工干预。

中国航天科技集团五院相关负责人表示,天舟三号是载人航天工程在“七一”后首个任务,该院天舟三号发射场试验队总结党史学习教育第一阶段成果,以天舟“聚能环”为主题不断积蓄能量,为发射任务成功提供了有力指引和保障支撑。

按计划,我国将于今年10月发射神舟十三号载人飞船,明年还将发射问天实验舱、梦天实验舱以及两艘载人飞船、两艘货运飞船,完成空间站的在轨组装建造。未来空间站将成为国家级的太空实验室。

中青报·中青网记者 邱晨辉 来源:中国青年报

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【天舟三号“货运专列”:隔热防雨又抗风】

9月20日,长征七号遥四运载火箭在中国文昌航天发射场,托举天舟三号货运飞船驶入太空,成功将其送入预定轨道,中国“天宫”空间站迎来新的访客。

航天员要在空间站长期驻守,吃、穿、用乃至呼吸所需的物资,空间站维持正确轨道所需的燃料都要靠货运飞船运送。为了保障“太空快递”在运输过程中的安全,中国航天科技集团一院研制人员特别将火箭打造成防热、防雨、防风的“货运专车”。

“防热服”

据中国航天科技集团一院长征七号遥四运载火箭结构设计师姚瑞娟介绍,火箭飞行过程中,芯级发动机会喷出炽热的火焰,此时,助推器后过渡段要承受喷焰回卷的强热流,其热防护设计如果不够就会造成结构烧蚀,而过度设计又会影响火箭的运载能力。

姚瑞娟说,于是,设计师们创新防热材料应用和安装方式,将像“开衫”一样的特制防热毛毡“披”在火箭助推器上,不仅重量更轻,而且防热效率也更高。

她告诉记者,如果采用传统方法,在助推器后过渡段喷涂防热涂层,生产周期较长。于是,设计人员创新思路,将防热服由“喷”在后过渡段的表面变为“披”在身上。

设计人员采用耐高温的材料,给助推器做了一块柔性防热毛毡。它有“里”、有“面”、有夹层,从靠近芯级的一侧开始“披”上,在远离芯级的外侧开口,就像一件“开衫”一样包裹助推器,使后过渡段免受大火“烤”验。

姚瑞娟说,采用传统的防热方式,在助推器上整体喷涂防热涂层,重量在70公斤至100公斤之间,而新型防热毛毡重量只有20公斤左右,重量减轻约75%,且防热效果更好。柔性防热毛毡已在长征七号火箭上成功应用,后续还将推广应用于其他型号。

“防雨衣”

新一代运载火箭发射场气候潮湿,降水量大,全年12小时内降水5至15毫米的中雨较多。中国航天科技集团一院总体部设计人员卢松涛说,现役火箭发射选择窗口时,都会避开雷雨天,而长征七号火箭则能实现中雨发射,这是因为新一代运载火箭做了“防水”设计。

其实,火箭防水不仅仅是防雨水。看过火箭发射的人都见过加注后的火箭,受低温推进剂的影响,箭体表面的温度低,冷凝水像下雨一样顺着箭体流下来,这也是火箭要防的水。除此之外,箭壁、管路上的冷凝水还可能结冰,冰融化又会形成冰霜融化水等。

火箭如何防水?卢松涛说,在防水设计中,研制人员遵循“能在单机解决的,不在系统解决,能在系统解决的,不在总体解决”原则,从“产品源头”解决防水问题。

在新一代运载火箭设计之初,防水功能尽量通过结构设计实现。卢松涛称,长征七号火箭仅电连接器防水部位就有千余处,这还不包含电缆本体、电缆进出口、仪器本体、仪器与结构缝隙和结构总体专业防水,防水工作量之大可见一斑。

可抗8级风

文昌航天发射场有“浅层风”,给长征七号火箭垂直转场带来挑战。

中国航天科技集团一院长征七号运载火箭总设计师程堂明说,“为了提升抗风能力,我们给长征七号火箭装上了‘防风减载装置’,这样一来,即使遇到8级大风天气,火箭依旧可以转场。”

一般情况下,陆地上最大的风级为9级,气象学上,8级以上的风便达到“大风”级别。每年8月至11月,文昌发射场会受到强热带风暴和台风影响,由于临海,风速随着距地面高度的增加而越来越大。

程堂明说,文昌发射场距地面五六十米高的地方的风速要远高于地面风速,我们将这种随距地面高度而变化的风称为“浅层风”。“地面感受到的是微风,火箭一级的地方可能就是‘大风’了。”

长征七号火箭型号队伍为此对火箭局部结构进行了适当加强,并为火箭设计了一个“防风减载装置”。这套装置采用可伸展的桁架结构,一端固定在活动发射平台的脐带塔上,展开以后另一端与火箭二级发动机机架接头对接,这样在垂直转场过程中,将火箭与脐带塔连接起来,能够显著降低火箭受到的风载。

程堂明说,有了“防风减载装置”,长征七号火箭便不怕“大风”天气,可全天候转场。

中青报·中青网记者 邱晨辉 来源:中国青年报

【中秋梦圆空间站——记天舟三号背后的青年“铁军”】

中秋节,团圆节,在外漂泊的游子纷纷收拾行囊,返乡与家人团聚。而南海之滨,中国文昌航天发射场内的科技工作者,在这个中秋假期却格外忙碌。

9月20日,这座中国最年轻的航天发射场再一次吸引了全世界的目光。当天15时10分,随着一声点火口令,长征七号遥四运载火箭搭载着天舟三号货运飞船在轰鸣声中发射升空,驶向浩瀚太空。这意味着我国空间站建设迈出承上启下的重要一步。

就在发射的第二天,中国人迎来中秋传统佳节。“天和”与“天舟”团圆,是中华民族万家团圆的一个缩影,而这样的“团圆”背后,有着一支坚守奋战的青年“铁军”。站在庆贺任务成功的“大红屏”前,年轻的航天人纷纷合影留念,对他们来说,“圆梦空间站”就是最好的中秋礼物。

最后一批撤离岗位的人

9月下旬的海南仍然炎热,定于20日下午的点火窗口,给不少岗位带来了高温挑战。

当天中午,长征七号遥四运载火箭在高耸的塔架旁巍巍屹立,静待发射前的燃料加注。烈日在盘根错节的金属管路间折射,几个蓝色身影在加注现场,关注阀门参数变化和管路状态,在低温防护服的包裹下,他们贴身的衣物却早已被汗水浸透。

这支多次执行过“国字号”任务的青年团队,经历过彻夜鏖战,也涉足过危险排故。液氧加注现场负责人张广辉说:“我们是发射区最后一批撤离岗位的人,能陪伴火箭到升空前最后一刻,这些辛苦都不算什么。”

就在燃料被源源不断输送至火箭的同时,供气系统岗位人员正在查看火箭舱内的环境参数。长征七号火箭使用低温燃料,9月20日这天的高温天气可算不上“天时地利”,对火箭内部的环境保障提出了高要求。

因此,自9月16日火箭转入发射区,他们就进入了“火力全开”的状态,这四天四夜几乎住在发射区,只为保证火箭内部的洁净和低温状态。

发射前一天,塔架内部,塔勤工作者跑上跑下,确认平台情况。作为“塔架守护者”,他们在这个漫长的夏天,为发射场的塔架维护付出了大量心血。

今年5月29日,天舟二号任务发射成功,在欢呼相庆之后,他们又投入到紧张忙碌的工作之中,发射后设备设施恢复、夏季防腐“攻坚战”以及后续任务准备……这些“无缝衔接”的大工程中,处处都有他们的身影。

9月20日,在人们的注视下,发射塔架回转平台徐徐打开,长征七号火箭托举着货运飞船,缓缓露出了“庐山真面目”,白色的箭体在海天之间矗立,火箭上的五星红旗和“中国载人航天”字样格外醒目。

“各号注意,30分钟准备!”

当天14时40分,发射任务01指挥员王宇亮的口令响彻发射场区。

加注指挥员检查设备、清点人员,向安全区域撤离。重量近600吨的长征七号火箭,就是由他们进行氮氧、煤油加注的。

伴随着一阵山呼海啸般的巨响,长征七号遥四运载火箭托举着天舟三号货运飞船发射升空,为天和核心舱送去一份中秋“大礼包”,这份礼包将为后续空间站航天员补给工作生活所需的各类物资。

每一发任务都有暂停发射预案

任务成功了,但很多人不知道,这背后有着型号队伍万全的准备。为了一发“箭”的成功,他们总是“抱最好的希望,做最坏的打算,尽最大的努力”。

中国航天科技集团一院长征七号火箭发射队01指挥邵业涛说,每一发火箭执行任务前都会有一个暂停发射预案,万一发生故障,时刻按照预案做好系列工作。

他告诉记者,“我们把所有的备份产品全部做好,检验再发运海南,并做到备件及工具齐全,确保出现问题能够第一时间更换处理。”

这些备件里,不仅有实物,还有和这次发射任务相适应的软件。“我们要保证备件可以随时上箭使用。”邵业涛说。型号队伍还配套了氦质谱检漏仪,在测试阶段演练了舱内操作,保证应急时快速可用。

邵业涛透露,制订预案时,型号队伍将单点故障对发射的影响降至最低:若某一个系统出现故障,其余系统继续按照流程工作,直到完全不能前进为止。

截至目前,长征七号系列火箭全箭共制订故障处置预案742项。邵业涛说:“这将为再次启动发射留出充足的时间,改变过去‘一遇故障则各系统流程全停’的局面。”

鼓励每个人发现问题

临近发射,邵业涛更忙了,尽管做了十足的准备,他仍然以“十万个不放心”的心态,来面对这次发射。

“我们鼓励每一名发射队员发现问题,有时候甚至会假想一些‘匪夷所思’的现象,通过等比试验分析,有依有据地做到‘疑点不疑’。”邵业涛说。

“这个曲线值不对,出现了4次波动!”一个周六深夜,一院总体设计部总体室副主任彭越正带领两名员工做着仿真分析试验,这时,问题出现了。

火箭是一个复杂庞大的系统,飞行试验中数据量大,偶尔会出现一些数据波动,虽然频率小,却难以复现。面对此次参数异常,型号队伍要查个明白。

“是转速传感器的问题?还是变换器的问题?”彭越和团队成员画故障树,采集传输线路,调节电阻,不断设计和调整参数。

“几乎两个晚上没有休息,最终故障在芯片上复现了。”彭越说。

陈通斌是长征七号发射队地面供气系统岗位人员。供气岗被称为火箭动力系统的“全天候服务员”,发射前的状态检查、火箭进场后的各项测试、发射后的产品撤收,可以说发射前后的全部流程中,都有他们的身影。

如同火箭的各个系统一样,供气系统也是“牵一发而动全身”,特别是箭上煤油隔离阀的供气,一旦误供气或供气顺序不当,都会导致隔离阀损坏。

陈通斌说:“隔离阀在发射场无法处理,必须要将火箭整体返回厂房重新更换。我绝不允许因为自身的工作失误影响任何一发火箭。”

工作以来,他已先后参与过10多个型号的30余发任务。当长征七号遥四火箭升空的那一刻,他仍十分感慨:“还是一样的自豪……”

白天全力以赴赶进度,晚上加班加点模拟复盘,这是长征七号火箭总装人员近几个月来的工作状态。23时,第二天2时,甚至整个晚上,总装厂的车间灯火通明。

“没有一个人叫苦叫累,大家心里都憋着一股劲。”一院长征七号发射队队员崔鑫说,“也许,经历过挫折的人更懂得成功来之不易,因而,我们俯下身子,用行动说话,用努力充实着一个个平凡的日子。”

90后已成中坚力量

在长征七号遥四队伍里,一群90后已然成为中坚力量。

此次任务赶在了海南最热的时候,加上百分之八九十的空气湿度,可以说出门就是“蒸桑拿”。

就是在这样的天气下,90后青年发射队员李国新忙个不停。直径20米的活动发射平台上,他的身影不断闪现,工作服湿了干、干了湿。

面对刚刚经历了中修的平台,李国新不留死角,每进行一项工作,都要细致完善技术文件和操作手册。“苦也罢、累也罢,一想到待飞的火箭,一想到这份神圣的事业,疲惫一扫而光。”李国新说。

周宁是负责总体设计工作的一名90后发射队员,他坚持和总装人员在一起,紧盯每一个细节。看到火箭外臂保护罩上的螺钉特别难拧,他赶紧记下来。

“在保证设计效果的前提下,我们可以试着改变螺钉型号,这是后续需要优化设计的地方。”周宁说。

哪一步操作有困难,哪一步操作可以改进?周宁寸步不离,站在一旁观察着、记录着。

“上下游互相多承担一些,替别人多想一些,这就是航天人的协同与担当。”周宁说。

长征七号遥三火箭推迟发射时,牛淼作为发射队伍替补队员紧急赶到文昌航天发射场,连续工作50多个小时。

那一场鏖战让他刻骨铭心。在这一发任务中,他铆足了劲,“我们要把握好每一个螺钉的力矩、检查好每一个经手的零件。”

今年,发射队员王光辉已经出差近100天了,他说:“挫折只能让我们越挫越勇,越困难越团结、越努力!”

时光善待每一个努力奔跑的人。长征七号火箭团队用昨天的付出换来了今天的荣耀。

中国航天科技集团一院长征七号运载火箭总设计师程堂明曾经跟发射队员讲过一道算术题:0.983+0.017=1。

这其中的“1”即是成功,0.983代表火箭的可靠性指标,源于高可靠的设计、试验和验证,而0.017则源于每一步正确的操作,源于每个慎之又慎的环节,源于每名发射队员的敬畏之心。

年轻的中国航天人为了答好这道算数题,孜孜不倦,铸就了一发箭,也锤炼着一支刚强的队伍。

“追逐星辰大海,是我们航天人最独特的浪漫。虽然没能回家陪父母过中秋节,但在岗位上和同事们一起把天舟三号圆满送上太空,也是幸福感、获得感满满。”王宇亮说。

中青报·中青网记者 邱晨辉 来源:中国青年报