“太空快遞”，首個送往太空的“包裹”

2017年4月20日晚，中國海南文昌航天發射場，搭載著天舟一號貨運飛船的長征七號遙二運載火箭點火升空。中國首單“太空快遞”正式發出，按計劃兩天后送達天宮二號。

作為中國載人空間站工程的重要組成部分，首艘貨運飛船天舟一號“只運貨，不送人”，因此被形象地稱為“太空快遞員”，一亮相便成為目前中國最受關注的“快遞小哥”。

未來幾個月，天舟一號將在太空中獨自完成它的首單“太空快遞”任務。它為完成這次任務都參加過哪些“入職培訓”？攜帶了哪些“秘密武器”？將闖過多少道“關卡”？

大塊頭有“小心機”

作為中國“太空快遞”的明星，天舟一號首先在“身材”上、“體力”上就令人矚目。

不信？先看一組數據：“身高”10.6米，“體寬”3.35米，最大裝載狀態下重量達 13.5噸，由貨物艙和推進艙組成，是我國目前為止體積最大、重量最重的航天器，運送6噸多的貨物不在話下。

這次任務，天舟一號就要為天宮二號帶去6噸左右的貨物和推進劑，包括大大小小100多個貨包。

在貨物艙里，按照3人、30天需求量配置的真實生活物資或質量模擬件、1套模擬艙外航天服、2個模擬氧瓶組件、2個模擬氮瓶組件、1個軟質水箱、1個硬質水箱等各種貨物，都放在貨架上。

說到貨物艙的設計，咱們的“太空快遞員”天舟一號絕對是個“心機boy（男孩）”。

貨物艙為圓柱形，艙壁周圍為格狀結構的貨架，上面裝有天藍色把手，中間形成一個矩形過道。為了讓未來的“客戶”在艙內活動更安全、舒適，內部的地板采用了深色硬質結構，方便蹬踏，天花板為淺色。

“上淺下深的顏色布局，可以營造出一種天地感，讓人不容易眩暈。”天舟一號貨運飛船系統總體副主任設計師張健說，在失重環境下，把手位置的設計要合理，必須要裝在便于用力的地方，就連艙內的儀表、計算機的每個旋鈕也都要經過測試，“包括到位時‘咔’的那一下，都是有嚴格要求的，好讓人知道擰到什么位置才到位。”

這還不算什么，天舟一號貨物艙還能在簡單改造后“變身”為全密封、半開放、全開放三種形態。

全密封形態主要用于運輸航天員消耗品、密封艙內設備與試驗載荷；半密封狀態除了可以用于運輸密封艙內的貨物外，還可以滿足包括太陽電池翼等艙外物資的運輸需求；全開放形態主要用于大型艙外貨物的運輸。

就沖著天舟一號這股子為用戶著想的勁兒，不想打五星好評都難。

“太空快遞員”的“秘密武器”

據可靠消息，為了這一趟遠差，“太空快遞員”天舟一號準備了不少“秘密武器”。下面就給大家曬幾件：

第一件：“防曬霜”太空中的日曬強度比地球上猛烈千百倍，在太陽的照射下，天舟一號的表面會迅速升溫。為了幫助推進艙中的設備“防暑降溫”，聰明的天舟一號在自己的皮膚上涂了層“防曬霜”。這款太空版“防曬霜”其實是一種航天專用的白漆熱控涂層，具有優良的散熱性能。

第二件：高科技貨包

由于運送的貨物中有不少精密儀器和航天員用品，為了保證貨物能夠安全、不受損地到達“客戶”手中，天舟一號精心準備了一種高科技貨包來裝載貨物。這種高科技貨包采用系列化設計，可以根據貨物的尺寸調節大小、形狀。其外觀呈乳黃色，采用新型的抗菌、防潮、防霉布料，里面則使用一種新研制的防火、防潮且抗震的泡沫或者氣囊來包裹貨物，可確保部分貨物在貨包中安全地存放一年。

第三件：力學環境測量系統

早在出發前，天舟一號就“聽說過”太空垃圾給國際同行帶來的困擾：“被10克的小小一塊太空垃圾迎面撞上，只剮花了漂亮帥氣的‘制服’就算幸運，好幾次甚至因‘制服’差點被穿透而送進‘醫院’。”因此，為了運輸過程更安全，天舟一號決定隨身攜帶力學環境測量系統。這套“高大上”的系統不僅可以在天舟一號全飛行時段對傳統的振動、沖擊、噪音環境進行檢測，還可以在第一時間感知太空垃圾撞擊的位置和“制服”受損程度，甚至還能檢驗飛船結構設計、貨物裝載的合理性，為在軌損傷修復和結構優化設計提供幫助。

第四件：相對測量子系統

這套系統不僅可以確保天舟一號與天宮二號首次交會對接的自主可控，使安全性大大提高，還因為新增的整秒脈沖輸出功能，可為全船的相關設備提供高精度的時間基準。換個通俗的說法，就是能夠讓天舟一號快速、準確地找到“客戶”位置，在“客戶”要求的時間內將貨物送達。

此外，天舟一號還配有網絡交換系統、太空換熱衣、應答機天線網絡等。為了這次任務“首秀”能夠順利完成，天舟一號可謂下足了“血本”。

不只是“快遞員”

實際上，天舟一號遠遠不只是一個“快遞員”這么簡單，它擔負的其他任務也不少。

任務一：“太空加油”

就像汽車需要加油一樣，未來空間站長期在軌，也需要“加油”。天舟一號這次就要進行一次在軌推進劑補加技術驗證，為天宮二號在軌加注。

別小看這次的“太空加油”，其過程要比汽車加油復雜得多，共分為29個步驟，每一步都需要精細控制，整個“加油”過程要持續好幾天。在天舟一號之前，只有俄羅斯和美國掌握了這項技術，其中實現了實際應用的只有俄羅斯。

一旦天舟一號“學會”這項技能，將為我國空間站組裝建造和長期運營掃除能源供給問題上的最后障礙。

任務二：“太空芭蕾”

在第一次交會對接后，天舟一號將與天宮二號上演一場高難度的“太空芭蕾”———天宮二號轉體180度，天舟一號從天宮二號下方繞飛，同時轉體180度，加速趕到天宮二號前方，最終從“前”向與天宮二號進行一次交會對接。

大家不要誤以為這是天舟一號的“耍酷”行為，其實，這項名為“繞飛至前向交會對接”的試驗是為了確保未來航天器能從多個方向與空間站對接而進行的演練。

任務三：“從綠皮火車到高鐵的升級”

天舟一號將完成快速交會對接試驗，把之前需要2天左右的交會對接過程提速到6個小時左右，就像是從乘坐“綠皮火車”變為乘坐“高鐵”。

這意味著可以縮短航天員在飛船的狹小空間中滯留的時間，使載人太空飛行變得更加舒適、愜意，還可以讓無法經歷長時間運輸的貨品被盡快送達，同時更大程度上保障未來空間站的安全，方便空間站突發事件的應急處理。

任務四：帶著天宮二號一起飛

按照正常情況下的飛行模式，從地球遠道而來的天舟一號與天宮二號交會對接后，就可以好好休息一下了，由“主飛行器”天宮二號負責對接后的飛行。

但是，這次天舟一號可不愿閑著。它將開展貨運飛船控制組合體試驗，接過組合體飛行的“控制權”，帶著天宮二號一起飛。

當然，這樣做也是有原因的：在主飛行器短時出現問題的情況下，另一航天器就可以發揮作用，進行“搶救”。

任務五：“高大上”的空間應用及技術試（實）驗

雖然天舟一號的主要功能是“運貨”，但在滿足運輸貨物需求的同時，天舟一號還可以最大限度地發揮平臺效能，隨船搭載了幾十臺載荷設備，將在軌開展十余項載荷試（實）驗。

看到這里，小伙伴們一定想為天舟一號“一次飛行，多方受益”的精神點贊了吧。

別急，還有最后一個任務呢。

為了避免自身成為太空垃圾，天舟一號將在完成飛行任務后，首次實施主動離軌，落于南太平洋預定安全海域，為打造一個潔凈、安全的太空環境做出貢獻。