□ 科普时报记者 史 诗 付毅飞
5月11日5时16分,天舟六号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后,天舟六号将转入组合体飞行段。
在先后经历了关键技术验证阶段、组装建造阶段后,2023年我国正式开启载人空间站应用与发展阶段。天舟六号有很多特殊身份,它不仅是我国载人空间站应用与发展阶段发射的首发航天器,还是我国改进型货运飞船首发船。
除了在此役一马当先外,天舟六号也是后续任务的范本。天舟七号至十一号都将基于天舟六号组批生产,轮番亮相。通天之“舟”除了兢兢业业“带货”以外,还往往自带几项额外“才艺”。
此次天舟六号哪些方面再升级?将给空间站送去哪些“惊喜”?
载货能力首次突破7吨
有了货运飞船,人类太空长期驻留才成为可能。一艘货运飞船,其“带货”实力是“硬核”评判标准。因此,如何有效提升货物装载能力成为天舟六号的研制重点。
从天舟六号开始,技术团队针对后续任务需求,对货运飞船进行了系统升级,比如对货物舱进行较大改进,大幅度增强密封舱的货物运输能力等,这样给航天员提供的物资就可以支撑更长的时间。
天舟六号货运飞船整体长10.6米,总重13.5吨,携带了航天员生活物资,装载货物200余件,运输物资总重约5.8吨。同时,也搭载了多项载荷。
为了把这些东西安全“搬”上天,科研人员将全密封货运飞船拓展为标准型8个贮箱和改进型4个贮箱两种状态。跟之前相比,原来的货物舱还有一部分非密封的舱段,天舟六号把4个贮箱原非密封的后锥段改为密封舱,以扩大密封舱装载空间,提高密封舱货物上行能力。同时,取消了一层贮箱,原后锥段舱内设备调整至推进舱。这样一来,货物舱内的空间也有很大提升,有效的装载容积从18.1立方米提升到22.5立方米,相当于扩大了20%。改进后,整船物资装载能力由原来的6.9吨提高至7.4吨。
关键元器件实现100%国产
这次天舟六号的另一个亮点是实现了关键元器件100%国货!
一直以来,我国航天科技实现高水平自立自强的题中之义,离不开国产化和元器件的自主可控。科研人员为此付出了巨大努力。
首先,研制团队遴选出性能指标相当且相对成熟可靠的国产元器件作为备选,组织专家团队逐项论证替代方案可行性,制定周密的试验验证计划。
其次,针对每项更改的具体情况,他们因地制宜采用整机鉴定、单板鉴定、相似鉴定等多种应用验证方法、充分开展更改方案验证,涉及的所有产品全部采用单板、单机、分系统、系统多级测试考核验证,确保验证无死角。
最后,通过综合保证措施的落地实施,他们成功消除大面积元器件国产化带来的技术风险,实现了关键元器件100%国产化。
98件实验产品带上天
空间应用系统副总设计师、中国科学院空间应用工程与技术中心研究员吕从民介绍,这次,空间应用系统通过天舟六号货运飞船上行实(试)验载荷、实验单元及样品、共用支持类设备、实验耗材和备品备件等,共计98件产品,总重量约714公斤。
据了解,货运飞船与空间站完成快速交会对接后,由航天员将上述产品转运至空间站舱内,按飞行任务规划陆续开展空间生命科学与生物技术、微重力流体物理与燃烧科学、空间材料科学、空间应用新技术试验等4个领域共29项科学实验和应用试验。
“我们将在问天实验舱生物技术实验柜内,开展空间微重力环境对干细胞谱系分化的影响研究、干细胞3D生长及组织构建研究、蛋白与核酸共起源及密码子起源的分子进化研究、微重力环境对细胞间相互作用和细胞生长影响的生物力学研究等4项科学实验。”吕从民说。
按计划,还将利用梦天实验舱舱外空间辐射生物学暴露实验装置,开展空间辐射损伤评估科学与应用关键技术研究、极端环境微生物对空间暴露环境的耐受性及其机制研究、空间暴露环境下生命分子的光化学行为研究。