為空間站運輸貨物和補加推進劑，并將空間站廢棄物下行帶回。一去，一回，就是天舟貨運飛船最樸素的使命。
9月20日，由航天科技集團研制的天舟三號貨運飛船啟程，浪漫的中國航天人向空間站送上了來自祖國的“驚喜禮包”。
按照工程總體飛行任務(wù)規(guī)劃，空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證及建造階段會發(fā)射天舟二號至天舟五號4艘貨運飛船，貨物艙均為全密封狀態(tài)。天舟二號已于5月29日成功發(fā)射，天舟三號是本階段第二艘執(zhí)行應(yīng)用性運輸任務(wù)的貨運飛船。
天舟三號貨運飛船整船構(gòu)型設(shè)計與天舟一號、二號一致，全長10.6米，最大直徑3.35米，由貨物艙和推進艙兩艙組成。但是，它的“內(nèi)在氣質(zhì)”又有很多不同，開展了系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計、簡化平臺配置、提高運輸效率、推動元器件自主可控等工作。
天舟二號產(chǎn)品是天舟一號的備份件。從天舟三號開始，貨運飛船正式進入組批研制模式。何為組批？天舟貨運飛船電總體主任設(shè)計師于磊介紹，研制團隊對天舟三號、四號、五號飛船分別在系統(tǒng)層面和單機層面采用了“三統(tǒng)一”準(zhǔn)則：系統(tǒng)層面“統(tǒng)一技術(shù)要求、統(tǒng)一驗收要求、統(tǒng)一產(chǎn)保要求”，單機層面“統(tǒng)一設(shè)計評審、統(tǒng)一產(chǎn)品備料、統(tǒng)一技術(shù)狀態(tài)管理”。
組批模式也意味著設(shè)備和整船的滾動備份。同一批次的產(chǎn)品狀態(tài)確定后，下一艘飛船的單機產(chǎn)品作為任務(wù)飛船單機產(chǎn)品的備份。在每次任務(wù)飛船發(fā)射前，地面都有另外一艘飛船完成產(chǎn)品研制和交付工作。當(dāng)前，天舟四號、五號正在開展相關(guān)的總裝測試工作。
天舟二號貨運飛船的物資重量約6.8噸，天舟三號減少至約5.6噸。航天員乘組的駐留時間將從神舟十二號任務(wù)的3個月增至神舟十三號任務(wù)的6個月，生活工作物資增加了許多，為何總重量卻減少了？天舟貨運飛船系統(tǒng)總體副主任設(shè)計師雷劍宇解釋說，這主要是因為天舟三號貨運飛船攜帶的推進劑有所減少。
貨運飛船的推進系統(tǒng)和推進劑補加采用一體化設(shè)計，推進劑貯箱數(shù)量和推進劑裝載量可根據(jù)任務(wù)需要進行動態(tài)調(diào)整。推進艙具有配置8個推進劑貯箱和配置4個推進劑貯箱兩種狀態(tài)，兩種狀態(tài)均具備推進劑補加能力。此次天舟三號貨運飛船配置4個貯箱。
為什么攜帶更多的貨物，卻少帶了近一半的推進劑？雷劍宇介紹：“目前來看，天和核心艙所需燃料充足，完全可以保障在軌正常運行，因此為了提高天舟三號貨運飛船飛行任務(wù)的工程效益，研制人員經(jīng)過多次論證，決定多帶貨、少帶燃料?！?/p>
天舟三號貨運飛船的貨包數(shù)量更多，樣子更特別、更安全。
天舟二號攜帶的160多個貨包，外包裝顏色都是米黃色。神舟十二號載人飛船的3位航天員反饋，因為顏色都一樣，所以無法快速看出大概的物資類型。此前，盡管貨運飛船打造了數(shù)字取貨系統(tǒng)，通過無線射頻技術(shù)和二維碼雙管齊下的方式對貨物進行信息識別和管理，但外在的視覺識別不夠明顯。
貨包的顏色很難改變，因為這是特種材料的顏色。這種材料具有高阻燃、抗菌、防霉的優(yōu)良特性。為此，天舟三號團隊提出了給貨包“打蝴蝶結(jié)”的方案。本次的貨包數(shù)量約200個，都用彩色束縛帶捆綁了起來，目前帶子的顏色有深藍(lán)、淺藍(lán)、綠色、紫色、棕色等，不同顏色代表不同種類的貨物。其中，淺藍(lán)色代表航天員物資，深藍(lán)色代表空間站物資，綠色代表食品等。
為什么不用紅色？雷劍宇說：“紅色在我們宇航領(lǐng)域比較特殊，是上天前要移除的特殊標(biāo)識，不適宜用于貨物標(biāo)識?！?/p>
天舟三號總師助理方方說：“當(dāng)貨包扎上五顏六色的蝴蝶結(jié)擺在總裝大廳時，仿佛在表達(dá)科研人員的心意——貨物，是我們送給航天員的禮物！”
后續(xù)，天舟貨包還將增加彩色卡片，放在貨包表面更加醒目。
天舟三號上行貨物均在發(fā)射場交付和安裝。面對新冠肺炎疫情在全國多點散發(fā)的形勢，試驗隊開展上行貨物消殺工作，并在封艙之前對貨物進行核酸檢測，確保萬無一失，真正做到把航天員的生命健康和任務(wù)安全放在首位。
貨包的核酸檢測如何做？天舟貨運飛船主管設(shè)計師潘威振介紹，試驗隊把海南省文昌市疾控中心的工作人員請到發(fā)射場，他們將攜帶的檢測棉簽、采樣管、密封袋等醫(yī)用物資交給總裝人員完成貨包操作。采樣完成后，工作人員把樣本帶回疾控中心檢測。除了貨包表面，他們還對貨船通道、地板等區(qū)域也進行了重點采樣。
相比于本次發(fā)射的天舟三號，天舟二號貨運飛船的在軌試驗更顯多樣。天舟貨運飛船主管設(shè)計師潘威振介紹，天舟二號先繞飛至天和核心艙的前向端口，讓出后向端口，確保天舟三號的順利對接。后續(xù)，天舟二號還將與航天員配合，完成手控遙操作對接；配合完成首次機械臂轉(zhuǎn)位試驗，為后續(xù)實驗艙的轉(zhuǎn)位動作做先行驗證。
為了進一步降低研制成本、優(yōu)化系統(tǒng)配置，天舟三號貨運飛船在現(xiàn)有交會對接敏感器配置方案的基礎(chǔ)上直接減配了微波雷達(dá)。此外，在天舟三號上，研制人員還將天舟二號的分體式激光雷達(dá)更改為一體式激光雷達(dá)。
在保證測試覆蓋面的情況下，研制人員盡量優(yōu)化研制流程、測試流程及發(fā)射場流程。
天舟貨運飛船電源分系統(tǒng)主任設(shè)計師王振緒介紹，天舟三號取消了在北京開展的太陽電池翼與艙體大型對接試驗，將這個前后耗時近10天的大型試驗驗證環(huán)節(jié)、驗證目的進行分解，取而代之的是靈活機動的太陽電池翼部組件級試驗。優(yōu)勢在于，有些組件級試驗可在上海直接開展。
此外，研制人員還對電源分系統(tǒng)分流調(diào)節(jié)器的測試流程進行了優(yōu)化，使測試時間縮減80%。與此同時，他們還對滿足一致環(huán)境試驗條件的天舟三號控制單機產(chǎn)品進行了統(tǒng)籌規(guī)劃，“統(tǒng)一控制，統(tǒng)一管理，一人可以負(fù)責(zé)多臺產(chǎn)品，而原先需要一人或多人負(fù)責(zé)一臺產(chǎn)品”，天舟三號電源分系統(tǒng)副主任設(shè)計師朱超說。
今年的農(nóng)歷七夕節(jié)，試驗隊舉辦了“寫給天舟三號一封情書”的主題活動，天舟貨運飛船總指揮馮永寫下了6個字：“期待你的精彩”。這也是所有研制人員共同的期待。
（原標(biāo)題《天舟三號的故事，承載著中國航天人的浪漫 》）
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