朱红梅  本报记者 付毅飞  操秀英

    作为我国第一艘货运飞船，天舟一号首次出征肩负的使命可不少。它要背着相当于自己体重的货物和推进剂，与天宫二号对接并进行推进剂补加，并开展多项空间试验、验证许多新技术。

    揽了一身瓷器活，没有金刚钻可不行。让我们一起看看，中国航天科技集团公司五院为天舟一号赋予了哪些绝技，让它能笑傲太空。

    特制货架装得又多又好

    从地面往太空运一次货不容易，“能装”是货运飞船应具备的首要特质。

    天舟一号很能装。它的运载能力达到6吨，相当于自身重量。除了装得多，还要装得好。研制团队费劲心思，为它设计了特别的货架和货包。

    天舟一号的高效承载货架，猛一看跟普通书架差不多，其实细节和构型大不相同。该货架采用基于蜂窝板、碳纤维立梁的梁板预埋结构，形成了大量标准装货单元，结构与货物重量比达到8%，在业内属领先水平。蜂窝板有大量留空面积用于装货，碳纤维立梁材质非常轻且抗变形能力强，二者的完美结合，使货架既能适应传统刚性结构安装，又能适应柔性束缚带的连接承载。经过测试，三个这种结构就能承载一台轿车。

    大承载货架结构与密封舱主结构的连接环节，采用了特殊的材料和结构设计。由于密封舱充电后会变形，连接环节采用碳纤维结合铝合金材料，相当于有一个桥梁释放变形产生的力，避免货架直接与密封壳体相连，以保障在轨环境下结构不被破坏。

    国内最大组合体可实现精准控姿

    相比以往神舟飞船与天宫的组合，天舟一号与天宫二号组合体的转动惯量将增加近50%，是国内在轨最大、最重的航天器组合。在轨进行推进剂补加时，势必对组合体的飞行姿态有较大干扰。这要求控制系统足够健壮和聪明，能应对该过程中各种可能出现的故障工况。

    为保证组合体在太空的姿态稳定，五院研制了200Nms（牛米每秒）控制力矩陀螺（CMG），构建了具备完善自主故障诊断和重构能力的CMG系统。该系统在实现对组合体稳定控制的同时，可以保证如果某一陀螺出现异常，可以无缝切换并把对姿态的干扰降到最小。

    组合体上各设备的运行，都要依靠太阳能。在绕地运行过程中，为使太阳能帆板尽量多接受阳光照射，组合体需要持续调整姿态。研制团队优化了帆板实时调速控制算法，进一步提高了帆板跟踪精度。长期在轨运行中，组合体还可能面临太阳方位不好的情况，这时它将实施连续偏航机动，确保太阳帆板高效跟踪太阳，持续接收能量。

    “载荷大管家”能控制多项试验开展

    空间试验是天舟一号此行的重要任务之一。被称为“载荷大管家”的空间技术试验分系统管理着来自5个载荷方、13个试验项目的40余台载荷设备。

    该系统分为载荷公用平台和实验项目两部分。其中，载荷公用平台负责向实验项目提供控制、供电、状态采集、信息传输等各类电气接口资源，保障载荷试验在轨顺利开展；实验项目由在轨试验所需的各类试验设备组成。

    研制团队对试验载荷实施了有别于平台产品的差异化管理，兼顾了试验载荷周期短、接口可靠和运行安全需求，以保障各类空间技术试验顺利进行。

    由于这些试验将在无人情况下进行，研制团队通过载荷运控方案设计，编制了相应的飞行程序。在实际飞行任务中，载荷公用平台将如同“大脑”，控制包括空间应用实验、特殊技术试验、航天技术试验等各类试验项目的开展。

    （科技日报海南文昌4月20日电）